3. Електродвигун мотор-компресора. Особливості об'єднання компресора й електродвигуна

Герметичний мотор-компресор спряжений з електродвигуном без проміжної передачі і знаходиться разом з ним в спільному наглухо звареному кожусі.

При такому розташуванні компресора з електродвигуном виключається необхідність в сальнику, який в більшості випадків є основним місцем втрат холодильного агенту.

У якості приводних двигунів для компресора застосовуються однофазні асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором і пусковою обмоткою.

Ротор електродвигуна знаходиться безпосередньо на валу компресора, а мотор закріплений в кожусі.

Неврівноваженість частин компресора, що рухаються, приводить до збільшення шуму при роботі. Для зменшення шуму в конструкції мотор-компресора передбачена можливість руху корпуса компресора разом з неврівноваженими частинами.  Для цього його підвішують щодо корпуса холодильника на пружинах.

Існує два типи підвіски:

 зовнішня;

 внутрішня.

При зовнішній підвісці компресор і двигун жорстко закріплені в кожусі, а кожух підвішують на рамі на пружинах чи опираючись на них.

В цьому випадку кращі умови охолодження обмоток мотора завдяки контакту статора з кожухом, а також існує можливість усунення дефекту у випадку порушення кріплення підвіски.

При внутрішній підвісці компресор з двигуном підвішують на пружинах всередині кожуха, а кожух жорстко закріплюють на рамі. В даному випадку мотор-компресор більш компактний, але ускладнюється процес ремонту.

У внутрішньої підвіски - зменшений рівень шуму, тому що між джерелом шуму (компресором) і випромінювачем шуму (кожухом мотор-компресора) знаходиться газовий прошарок холодоагенту, але умови охолодження обмотки погіршуються, так як статор не торкається стінок кожуха і тепло від обмоток передається кожуху через пари холодоагенту, які мають відносно погану теплопровідність. Цей недолік усувають пристрої температуростійкої ізоляції обмоток, які допускають нагрівання. Вібрація внутрішньої підвіски майже не передається на кожух мотор-компресора.

В останні роки внутрішня підвіска мотор-компресора знайшла широке використання.

Ущільнення пари поршень-циліндр виконують тільки за рахунок тонкої плівки олії, так як будь-які конструктивні додаткові елементи знизять надійність роботи мотор-компресора.  Для цього поверхні пари ретельно оброблюють, і складання елементів виконують селективно.

Деталі мотор-компресора, що рухаються, вимагають інтенсивного змащування, яке виконується спеціальним насосом. При швидкості обертання вала 3000 об/хв насосом служить гвинтова канавка на вертикальному роторі електродвигуна, зануреному частково в масляну ванну.

4. Характеристики мотор-компресора

Мотор-компресори холодильних агрегатів характеризуються наступними показниками:

 холодопродуктивністю;

 споживаною потужністю;

 рівнем шуму.

Головна характеристика мотор-компресора - його холодопродуктивність, точніше холодопродуктивність холодильного агрегату разом із цим мотор-компресором, причому холодильний агрегат повинний працювати при визначених стандартних умовах певних кліматичних зон. Наприклад:

- температура повітря над випарником t = -12 oС;

- температура повітря навколо конденсатора t = + 32 oС. 

Необхідну холодопродуктивність мотор-компресор забезпечує, перекачуючи визначену порцію парів холодоагенту в одиницю часу, тобто компресор повинний мати конкретну об'ємну продуктивність по холодоагенту.  Вона визначається по парах низького тиску таким чином:

 (м3/год, л/хв, см3/год і т.п.),  (1)

де  - об'ємна теоретична подача за один хід поршня,

  - кількість ходів поршня в одиницю часу,

  - загальний коефіцієнт подачі ( <1), що враховує  зменшення подачі за рахунок наявності мертвого простору (що залишається в кінці, між поршнем і циліндром), за рахунок втрат тиску на клапанах, за рахунок підігріву парів при вході в циліндр, за рахунок неповної герметичності порожнини циліндра при стиску. Звичайно при постійній роботі мотор-компресора =0,5-0,7.

Усмоктувані пари холодоагенту мають щільність  або, інакше, питомий об'єм . Тоді масова продуктивність компресора при роботі з холодоагентом по конкретному холодильному циклі визначиться

(кг/год). (2)

Кожний кілограм холодоагенту відбирає від випарника  кількість тепла, тоді, остаточно, значення холодопродуктивність мотор-компресора складає:

 (Вт, кКал/год, 1 кКал/год=1,16 Вт).  (3)

Слід зазначити, що перевіряють об'ємну продуктивність мотор-компресора, при перекачуванні їм звичайного атмосферного повітря. Однак при цьому ця продуктивність відрізняється від об'ємної продуктивності по холодоагенті. Тому в характеристиках мотор-компресора є присутнім і об'ємною продуктивністю по повітрю.

Споживана потужність.

При відсутності енергетичних втрат і при адіабатичному стиску потужність на стиск парів холодоагенту визначають по формулі:

, (4)

де  - робота стиску одного кілограма холодоагенту, узята по холодильному циклу роботи холодоагенту.

При реальному стиску за політропою і втратах у магістралях потужність стиску зростає, і це враховується індикаторним коефіцієнтом  корисної дії компресора.  Енергетичні втрати на механічне тертя враховуються механічним коефіцієнтом  корисної дії компресора. Тоді потужність на валу компресора складе:

. (5)

Споживана мотор-компресором з електричної мережі потужність буде ще більшої за рахунок енергетичних втрат в електродвигуні і розраховується по формулі:

,  (6)

де  - к.к.д. електродвигуна

Вибір мотор-компресора для холодильного агрегату робиться за холодопродуктивністю.  Однак, реальний цикл роботи холодоагенту може відрізнятися від стандартного, прийнятого при визначенні паспортної холодопродуктивності.  Отже, після вибору необхідно виконують перевірку реальної холодопродуктивності.  Характеристики циклу впливають і на характеристики потужності мотор-компресора.  Тому також перевірять потужність на валу компресора і споживану з мережі потужність.

Як правило, в технічній характеристиці модельного ряду холодильників виробники вказують добове енергоспоживання (кВт/год), визначене на основі результатів стандартних досліджень.

Рівень шуму при роботі холодильників визначають експериментально і також вказують в технічній характеристиці модельного ряду. Він має відповідати європейській нормі, яка складає 38 – 42 дБ(А).

Література: 7, 9, 13, 16, 17, 18-21, 25.