胡林鋒 秦憲 李成煥

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

1 前言

對于大功率單相壓縮機(jī)，在一定的惡劣條件下很可能會出現(xiàn)壓縮機(jī)無法啟動的問題，很大的一部分原因是技術(shù)人員對各種啟動方式的了解不夠深入，為壓縮機(jī)選擇的啟動方式不合適，因此急需對各啟動方式進(jìn)行試驗分析。

2 壓縮機(jī)各啟動方式的介紹

空調(diào)用單相壓縮機(jī)采用的基本上都是電容運轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)，運行過程都需要電容參與[3]，根據(jù)是否需要啟動電容以及啟動電容的并入方式，壓縮機(jī)的啟動方式有如下幾種：

（1）單運行電容啟動方式：即啟動及運行都采用一個電容，其啟動力矩較小，但是成本最低，適合于轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、啟動阻力較低的渦旋及活塞壓縮機(jī)，從實驗情況看，大多數(shù)壓縮機(jī)采用此方式都能夠滿足啟動要求。其原理圖如圖1。

（2）單啟動PTC+運行電容方式：即將啟動PTC跟運行電容并聯(lián)，根據(jù)啟動PTC的特性，PTC 在冷態(tài)時電組較低，啟動時低電阻導(dǎo)致大電流，在該電阻上的電流量與在繞組上的電流量有不同的相位，這種方式提供了啟動的力矩，當(dāng)壓縮機(jī)啟動后，啟動PTC因發(fā)熱導(dǎo)致電阻大大增加，從而PTC斷開。因啟動PTC的接入時間比壓縮機(jī)啟動時間短，只能在壓縮機(jī)啟動初期提供力矩，能夠適當(dāng)增大壓縮機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩，適合于需要增加部分啟動力矩的機(jī)子，其原理圖如圖2。

（3）雙啟動PTC+運行電容方式：即在單啟動PTC的基礎(chǔ)上再并聯(lián)一個PTC（或多個），兩個（或多個）啟動PTC并聯(lián)后將使PTC總電阻減半，從而增大電流，加大啟動力矩，而且PTC的恢復(fù)時間也會加快。其啟動力矩比單啟動PTC稍大，目前雙啟動PTC的方式用得較少，其原理圖如圖3。

（4）啟動PTC+啟動電容+運行電容方式：即將啟動PTC與啟動電容串聯(lián)在一起后再跟運行電容并聯(lián)，此啟動方式相當(dāng)于加大了啟動電容，啟動力矩也將大大增加，預(yù)計能加大100%以上。但是由于PTC 正溫度系數(shù)電阻的特性，啟動后PTC會發(fā)熱，為了確保下一次的啟動特性，需要等PTC 冷卻到接近其初始溫度后，其冷卻時間一般需要2分30秒以上，對于部分空調(diào)需要停機(jī)后迅速啟動的，此時若PTC未恢復(fù)，存在壓縮機(jī)無法啟動的隱患，因此不推薦使用，其原理圖如圖4。

（5）雙啟動PTC+啟動電容+運行電容方式：兩個（或多個）啟動PTC并聯(lián)在一起后主要作用是使PTC的恢復(fù)時間加快，同時總電阻變小，總電流增大，啟動力矩相應(yīng)增大，而且此方式壓縮機(jī)停機(jī)后再啟動的時間較快，原理圖如圖5。

（6）啟動繼電器+啟動電容+運行電容方式：即將啟動繼電器與啟動電容串聯(lián)在一起后再跟運行電容并聯(lián)，啟動繼電器為電壓感應(yīng)型，為常閉的，由于啟動繞組間的電壓與壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)速度成比例，當(dāng)啟動后，電機(jī)達(dá)到正常速度，啟動繼電器兩端的電壓升高迫使繼電器斷開，從而斷開啟動電容與啟動繞組的連接。此方式啟動性能跟上面第四種方式（4方案）相似，而且沒有啟動PTC的恢復(fù)時間問題，是啟動較困難的機(jī)子推薦采用的方式。但是這種啟動方式也有弊端，在低電壓下，因啟動繼電器兩端的電壓逐漸降低，將導(dǎo)致啟動繼電器重新恢復(fù)吸合狀態(tài)，此時啟動電容將參與運行，相當(dāng)于增大了運行電容，壓縮機(jī)繞組電流將加大，可能會對壓縮機(jī)造成損壞。我們經(jīng)試驗驗證此時的電流及壓縮機(jī)繞組溫度并不會明顯增大，機(jī)子經(jīng)過長期試驗壓縮機(jī)也沒有出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，因此此方式相對是可靠的，原理圖如圖6。

3 各啟動方式的啟動時間分析

分析各啟動方式的啟動時間特性，采用相同的空調(diào)系統(tǒng)及相同的電壓198V進(jìn)行測試，啟動瞬間用示波器記錄下壓縮機(jī)啟動電流的波形。

（1）單運行電容方式，壓縮機(jī)的啟動波形圖如圖7，啟動時間為634.6ms。

（2）啟動PTC+運行電容方式，壓縮機(jī)的啟動波形圖如圖8，啟動時間為445.5ms。

而此時啟動PTC的波形如圖9，其導(dǎo)通到斷開的時間為250ms，比壓縮機(jī)的啟動時間短，只能增大部分啟動力矩。

（3）雙啟動PTC+運行電容方式，啟動PTC的波形如圖10，其導(dǎo)通到斷開的時間為335ms，比單啟動PTC的時間長，但是比壓縮機(jī)的啟動時間短。

（4）啟動PTC+啟動電容+運行電容方式，壓縮機(jī)的啟動波形圖如圖11，啟動時間為377ms。

而此時啟動PTC的波形如圖12，其導(dǎo)通到斷開的時間為407ms，比壓縮機(jī)的啟動時間稍長，因此可以滿足壓縮機(jī)的啟動要求。

（5）啟動繼電器+啟動電容+運行電容方式，壓縮機(jī)的啟動波形圖如圖13，啟動時間為327.5ms。

而此時啟動繼電器的波形如圖14，其導(dǎo)通到斷開的時間為332ms，與壓縮機(jī)的啟動時間相當(dāng)，因此也可以滿足壓縮機(jī)的啟動要求。

4 結(jié)論

（1）單運行電容的方式最簡單，成本也最低，我們通過試驗發(fā)現(xiàn)大部分壓縮機(jī)采用此方式都可以啟動，在壓縮機(jī)本身啟動性能較好，系統(tǒng)負(fù)載較小，如停機(jī)后系統(tǒng)壓力可自我恢復(fù)的壓縮機(jī)，都可以采用此方式。

（2）單純增加一個啟動PTC只能部分加大啟動力矩，適合于需要增加部分啟動力矩的壓縮機(jī)。

（3）增加兩個（或多個）啟動PTC方式比單PTC啟動力矩稍大，但考慮到成本因素，一般用得較少。

（4）增加單個啟動PTC+啟動電容的方式可以大大增加啟動力矩，但是因啟動PTC恢復(fù)有個時間問題，不適用于空調(diào)系統(tǒng)需要頻繁啟動的壓縮機(jī)。

（5）增加兩個（或多個）啟動PTC+啟動電容的方式其啟動力矩比方案4稍大，而且PTC的恢復(fù)時間會加快，但考慮到成本因素，一般也用得較少。

（6）增加啟動繼電器和啟動電容同樣可以大大增加啟動力矩（啟動力矩跟方案4類似），而且其沒有PTC的恢復(fù)問題，是目前我們針對啟動困難的壓縮機(jī)最常采用的方式。

5 結(jié)束語

針對單相大功率壓縮機(jī)，其啟動方式選擇需要綜合多方面進(jìn)行考慮，首先是壓縮機(jī)廠家推薦采用的方式，并結(jié)合系統(tǒng)的實際需要，如壓縮機(jī)停機(jī)后系統(tǒng)壓力是否能夠自我平衡。確定啟動方式后再通過試驗來檢驗壓縮機(jī)的啟動方式是否能夠滿足壓縮機(jī)的啟動要求，避免出現(xiàn)壓縮機(jī)無法啟動的問題。

[1] 沈鴻. 電機(jī)工程手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982

[2] 周元一. 電機(jī)與電氣控制 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2006

[3] 衛(wèi)鴻毅. 制冷空調(diào)設(shè)備電氣與控制 [M]. 廣東：廣東科技出版社， 1998