冰箱壓縮機(jī)電機(jī)鐵芯材料使用現(xiàn)狀_問(wèn)題及今后發(fā)展的要求

1、3312000 高效節(jié)能壓縮機(jī)是油量減少,油的循環(huán)量雖然下降但足以滿足充分潤(rùn)滑,氣缸蒸汽中的潤(rùn)滑油量減少,使得容積效率升高,制冷量提高,閥的開啟消耗功減少,輸入功率也有所減少,油吸收氣缸壓縮產(chǎn)生的熱量減少致使殼溫下降。4冷凍油的化學(xué)成份與壓縮機(jī)性能有關(guān)由上可知油的粘度選擇十分重要,但并不是所有粘度相同的冷凍油其潤(rùn)滑性能都是一樣,對(duì)此我們選了兩冷凍油生產(chǎn)廠商提供相同粘度的冷凍油在三臺(tái)同型號(hào)的壓縮機(jī)上作對(duì)比試驗(yàn),見表3。從表3中可知B 廠家的冷凍油的性能明顯優(yōu)于A 廠家的冷凍油的性能,主要原因是冷凍油的潤(rùn)滑性能不僅僅取決于粘度,還和它的化學(xué)成份有很大關(guān)系,各個(gè)廠家生產(chǎn)的冷凍油化學(xué)成份并不一致,其結(jié)

2、果也有差異。5結(jié)論優(yōu)選冷凍油首先要選擇潤(rùn)滑性能良好的冷凍油。冷凍油的粘度并不是越低越好,必須優(yōu)選出適合本身壓縮機(jī)的低粘度冷凍油,如還需用更低粘度的冷凍油,必須提高壓縮機(jī)的加工與安裝精度。采用低粘度冷凍油,在能保證充分潤(rùn)滑的條件下,其注油量可以比粘度高時(shí)量少,另外油量過(guò)多不是好事,過(guò)多油量會(huì)使壓縮機(jī)性能變差。正確選用冷凍油既可提高效率又可降低成本。(編輯居乃揚(yáng)眾所周知,硅鋼片是各類電機(jī)常用的導(dǎo)磁材料,隨著高效電機(jī)、冰箱和空調(diào)壓縮電機(jī)的日益普及和大量無(wú)CFC 壓縮機(jī)電機(jī)的開發(fā)、生產(chǎn),對(duì)硅鋼片的質(zhì)量和性能提出了更高的要求,本文就冰箱、空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)的使用現(xiàn)狀、問(wèn)題及今后發(fā)展的要求作一些探討,特別是對(duì)

3、硅鋼片材料的磁感和鐵損作了更深入一步的研究。1材料的分類和性能狀況硅鋼片主要分為二大類:第一類是晶粒取向的硅鋼;第二類是晶粒無(wú)取向的硅鋼。無(wú)取向的硅鋼又有熱軋和冷軋硅鋼片,其種類主要包括:50W470(武鋼;H18(日本;V 470-50(西德;2212(俄羅斯50W600;另還有BBD (無(wú)涂層;需退火處理硅鋼片(電工鋼片BD G (武鋼,上述硅鋼片都適合于疊片式鐵心,有較高的占空系數(shù)KC ,氧化處理后能產(chǎn)生8-10m 氧化膜;電阻率為16m ,下面列出幾種材料的綜合物理性能(表1及綜合電性能參數(shù)(表2。從材料的綜合性能參數(shù)可以看出,日本生產(chǎn)的H18硅鋼片以其優(yōu)良的加工性能和電性能位居材料的

4、首位,批量生產(chǎn)時(shí)具有良好的穩(wěn)定性,武鋼產(chǎn)50W470相對(duì)其它材料有較好的優(yōu)勢(shì),BD G 退火及2212材料退火由于處理后材料的磁感有一定提高,鐵損減小,故電性能較好,有的甚至超過(guò)H18,但存在退火工藝不穩(wěn)定,易波動(dòng),且較難掌握,并且易斷裂,嚴(yán)重影響表觀質(zhì)量;轉(zhuǎn)子內(nèi)外圓加工尺冰 箱壓縮機(jī)電機(jī)鐵芯材料使用現(xiàn)狀、問(wèn)題及今后發(fā)展的要求呂仲淮邢一均朱秀松技術(shù)eriodical/ 高效節(jié)能壓縮機(jī)圖1 圖2寸不易控制,且表面光潔度不夠理想;材料厚度難以控制,影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。而50W600雖性能數(shù)據(jù)不甚理想,但如經(jīng)過(guò)磁路精心設(shè)計(jì),對(duì)高效電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)及無(wú)CFC 壓縮機(jī)電機(jī)的開發(fā)生產(chǎn)具有相當(dāng)?shù)臐摿?這一

5、點(diǎn)在本文第二部份有詳細(xì)的敘述。應(yīng)該說(shuō),上述材料各有自己的特點(diǎn)及工藝波動(dòng)因素。2硅鋼片材料目前存在的問(wèn)題武鋼產(chǎn)50W470總體質(zhì)量雖較好,但就目前情況看仍存在不少問(wèn)題,需要盡快加以改進(jìn)。涂層耐溫偏低由于冰箱、空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)對(duì)防銹蝕能力有很高要求,在沖片加工的工藝過(guò)程中,需要增加一道表面蒸汽氧化處理工藝,其目的有兩個(gè):一是增加片間絕緣電阻,減少鐵芯損耗;二是提高沖片表面防銹蝕能力,如涂層耐溫偏低,易導(dǎo)致氧化過(guò)程中生成結(jié)構(gòu)疏松的氧化亞鐵(FeO ,在壓縮機(jī)封罐后,FeO 氧化膜會(huì)長(zhǎng)期受到制冷媒質(zhì)的清洗和沖擊,極易導(dǎo)致剝離和脫離,從而導(dǎo)致毛細(xì)管堵塞,即常見的“臟堵”,同時(shí)會(huì)造成鐵芯損耗,使電性能降低。

6、如果在氧化過(guò)程中降低爐內(nèi)溫度,氧化過(guò)程中又極易生成Fe2O3(鐵銹,使表面顏色發(fā)紅,表觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量都達(dá)不到要求。片子厚薄均勻度和卷料寬度按G B/T2521-1996要求,50W470片子厚薄均勻度為公稱厚度±0104mm ,若以我廠QD66規(guī)格的冷柜壓縮機(jī)電機(jī)為例,疊片總厚度4415+112mm 轉(zhuǎn)子擴(kuò)孔片高815+015mm 總疊片分別為90片和17片,如按上述要求,肯定滿足不了配套廠的有關(guān)技術(shù)要求,使壓鑄及工藝控制產(chǎn)生相當(dāng)難度,易導(dǎo)致配合尺寸混亂。由于壓縮機(jī)系列電機(jī)產(chǎn)品規(guī)格多,其排料尺寸變化參數(shù)較大,如標(biāo)明每卷號(hào)磁鋼片寬度,在沖加工時(shí)定向選料,會(huì)大大提高材料利用率,減少不必

7、要的損失。最小磁感和最大鐵損最小磁感和鐵損是制約電機(jī)綜合性能的重要參數(shù),電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),尤其是壓縮機(jī)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),在滿足其余指標(biāo)前提下需考慮高效。電機(jī)的損耗主要包括二方面,即鐵損和銅損。另從50W470材料磁化曲線可以看出(圖1,在低磁密區(qū)域0-110T ,磁化曲線基本上呈線性,在113-115T 左右開始步入轉(zhuǎn)折區(qū)域,之后進(jìn)入飽和區(qū),激磁電流明顯增加銅損(p cu1n ,如能提升材料的磁化曲線,即加大最小磁感,從(圖2曲線可以看出,同樣的磁場(chǎng)強(qiáng)度H (A/m ,磁感應(yīng)強(qiáng)度B 1>B 2,電機(jī)出力T 1>T 2,即可提高電機(jī)的輸入功率;反之,如需產(chǎn)生同樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度B (T ,意味著可以

8、減少H (A/m 電流亦即減少安匝數(shù),這種現(xiàn)象在空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)上體現(xiàn)非常明顯,由于空調(diào)器工況及高出力等因素,一般空調(diào)電機(jī)齒軛部磁密場(chǎng)達(dá)到116T 以上,如沿用普通470硅鋼片,則在磁密116-117T 區(qū)域,激磁電流增長(zhǎng)較快,即I2R 增長(zhǎng)較快,銅損增加較快,n 受到制約無(wú)法提高,如能使材料的最小磁感在到1173T ,即在50W600基礎(chǔ)上(在鐵損增加不多情況下予以改進(jìn),從圖中可見,能明顯抑制激磁電流的增加,達(dá)到提高n 的最終目的。(下轉(zhuǎn)57頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè) 試134a制冷劑,冷凍室效率降低,中溫間室效率提高。對(duì)保溫層而言,CFC S替代后,隔熱效率將略有降低。根據(jù)蒙特利爾議定書和我國(guó)的CFC S替

9、代進(jìn)程,各電冰箱生產(chǎn)企業(yè)、壓縮機(jī)企業(yè)加大了節(jié)能開發(fā)力度,如市場(chǎng)中,為無(wú)CFC S制冷系統(tǒng)開發(fā)的壓縮機(jī)效率明顯高于原來(lái)的壓縮機(jī)效率,采用R22的壓縮機(jī)CO P約為110-112,采用600a或134a的壓縮機(jī)CO P約為112-1149。CFC S替代后,整體效率增加或持平。因此,不再將無(wú)CFC S電冰箱單獨(dú)考慮。詳細(xì)資料參見t he Sino-U S CFC-Free su p er-efficient ref ri g erator p ro j ectp ro g ress re p ort:p rotot yp e desi g n&testin g413主要產(chǎn)品的電耗限定值方程

10、分析41311冷藏冷凍箱目前,我國(guó)擁有冷藏箱和冷藏冷凍箱生產(chǎn)線70條,其中大多數(shù)技術(shù)和設(shè)備都是引進(jìn)意大利、日本、德國(guó)等國(guó)家的,有10家大型企業(yè)的產(chǎn)品占據(jù)全國(guó)總產(chǎn)量的一半以上,技術(shù)及管理比較成熟。1997-1998年產(chǎn)品的能效水平分布情況如表5。從以上分析看出,我國(guó)冷藏冷凍箱產(chǎn)品的電耗值與國(guó)外產(chǎn)品的差距較小,分布合理,部分產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,技術(shù)開發(fā)和設(shè)計(jì)已進(jìn)入良性狀態(tài)。鑒于國(guó)內(nèi)各廠家正著手CFC S替代工作,增加了節(jié)能工作的難度,因此,近期內(nèi)不應(yīng)大幅度提高標(biāo)準(zhǔn)的能效指標(biāo)。41312頂開式食品冷凍箱標(biāo)準(zhǔn)中頂開式食品冷凍箱電耗限定值要求偏高,將約20%高耗能產(chǎn)品淘汰。當(dāng)前,冷凍箱生產(chǎn)線30條,

11、其中大多數(shù)廠家采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,雖然近年產(chǎn)量增長(zhǎng)很快,但生產(chǎn)集中度低,產(chǎn)量比較分散,技術(shù)力量比較薄弱,甚至部分廠家為了降低產(chǎn)品成本而減小保溫層厚度、配置能效低的壓縮機(jī),與國(guó)外產(chǎn)品相比是有一定差距的。所以,提出較高的要求,挖掘節(jié)能潛力,促進(jìn)企業(yè)的良性競(jìng)爭(zhēng),是必要的。414關(guān)于能源效率等級(jí)的劃分在標(biāo)準(zhǔn)修訂過(guò)程中曾提出結(jié)合實(shí)施能源效率等級(jí)標(biāo)識(shí),加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施力度,促進(jìn)電冰箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這是國(guó)際上許多發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采取的措施,即:根據(jù)耗電量的大小分別標(biāo)注A、B、C、D和E能效等級(jí)(A等級(jí)代表效率最高,使消費(fèi)者在購(gòu)買電冰箱成品時(shí),有直觀的電耗指標(biāo)加以參考,引導(dǎo)消費(fèi)。但考慮到我國(guó)目前的實(shí)際情況和消費(fèi)者、生產(chǎn)企業(yè)

12、的承受程度,主管部門和部分企業(yè)建議本版標(biāo)準(zhǔn)中不宜采用。避免給企業(yè)增加更多的負(fù)擔(dān)和壓力,應(yīng)首先開展認(rèn)證工作,待條件成熟后再研究實(shí)施能效標(biāo)識(shí)制度。(編輯居乃揚(yáng)技術(shù)(接34頁(yè)材料磁感的高低對(duì)無(wú)CFC電機(jī)的設(shè)計(jì)也非常有幫助,由于無(wú)CFC電機(jī)與有CFC電機(jī)同功率比,效率要求提高3-5個(gè)百分點(diǎn),因此必須用更多的銅來(lái)提高效率,增加導(dǎo)線線規(guī),而這樣做,勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電機(jī)槽滿率過(guò)高,嵌線困難,要解決有二個(gè)辦法:一是散片采用退火處理,減少電機(jī)渦流損耗;二是合理設(shè)計(jì)槽形,減少齒部和軛部的寬度,使槽面積增加,由于安匝數(shù)多,減少齒寬和軛寬對(duì)鐵損影響不大,而槽利用面積增加后,可放入更多更粗的有效銅錢,提高電機(jī)效率,經(jīng)實(shí)際制作,相同外形尺寸的電機(jī)(以120W無(wú)CFC電機(jī)例,經(jīng)槽形合理設(shè)計(jì)及退火處理后,使該分相電機(jī)效率達(dá)到8112%(表2,比同功率有CFC電機(jī)至少提高6個(gè)百分點(diǎn),節(jié)能效果顯著。3材料今后發(fā)展的要求現(xiàn)代電機(jī)制造的終極目的是批量可控制性高,且高效、節(jié)能(體積小,因此從這一點(diǎn)出發(fā)考慮,對(duì)硅鋼片材料提出了更高的要求。理論上和