中央空調室內機組電機售后長期運行可靠性的研究

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　　作為空調器內部的核心功能部件，電機出現故障將導致空調器整機功能失效。中央空調機組主要面向商業類工程，其售后長期使用的可靠性將直接導致機組是否會面臨較大范圍的維修，對使用者和生產者來講，將造成嚴重的影響。

　　通過對室內機組售后長期運行后的失效模式進行統計分析發現，電機的殼體結構及軸承的設計選用對售后長期使用的可靠性有著至關重要的影響。本文將對中央空調室內機組電機、殼體結構和軸承設計選用，在售后長期運行后出現的電機故障進行專項研究。

　　售后工程上反饋的電機故障，多數出現在機器使用一年至三年左右，部分在三年以上。

　　中央空調室內機組由于其安裝的特殊性，其安裝全部是在場地裝修之前，因此，殼體開孔結構電機和普通防塵結構軸承必然會受到裝修過程的粉塵、涂料和其他污染物的影響。一旦進入電機內部，將導致電機出現損傷，繼而產生噪音異響故障。

　　一部分是在最初顯現噪音異響故障的基礎上進一步惡化而來;一部分是因為高濕環境和具有一定腐蝕性裝修化學材料影響導致。其主要現象為電機內部生銹腐蝕、定轉子間“掃膛”、軸承磨損異響、卡滯故障。

　　中央空調室內機組一般屬于工程類安裝使用，因此，其可靠性的影響帶來的結果也必將是幾臺、幾十臺，甚至更多臺電機先后或同一時期故障。如果相關設計結構上不做調整優化，售后維修勢必將會反復。

　　中央空調室內機組目前使用的電機主流結構為開孔式殼體(圖1)，軸承主要為普通防塵蓋結構的RZ軸承(圖2)。在工程機組安裝特殊性的情況下，上述結構必然會對整機的售后運行的可靠性產生重大影響。

　　陜西某酒店工程安裝一批風機盤管室內機組，整機使用一年后出現批量噪音異響故障。經過維修人員初步排查，發現全部故障電機均存在摩擦噪音(定轉子間摩擦噪音和軸承噪音)，現場體驗噪聲明顯。

　　經過調查發現，該酒店的機器已使用一兩年，前后有約三十多臺內機出現噪音。現場查看使用的全部為開孔式電機，電機內部有大量粉塵類污染物(圖3)。

　　機組運行時，將外部粉塵等異物吸入電機內部，由于污染物進入定轉子間，導致定轉子摩擦異物產生噪音(圖4)。

　　同時由于電機使用的為普通防塵蓋RZ(非接觸式密封，配合間隙0.10～0.30mm)軸承，粉塵從防塵蓋間隙進入軸承內部(圖5)，軸承油脂受到污染，破壞軸承正常潤滑，導致軸承異常磨損并產生軸承噪音。

　　山東某酒店工程安裝一批風管機組，整機使用約兩年時間，發現十多臺室內機組出現噪音異響故障。故障室內機組電機同樣存在摩擦噪音(定轉子間摩擦噪音和軸承噪音)，且體驗噪聲明顯。

　　經調查發現，故障機組集中在酒店廚房場所，查看機組使用電機全部為開孔式殼體，且電機內部存在大量粉塵、油煙等污物(圖6)。

　　該酒店工程室內機組噪音問題，與陜西某酒店故障現象基本一致，而電機損壞程度相比更甚(圖7)，因粉塵及油污的污染，導致軸承內部油脂喪失潤滑作用，軸承內外圈與滾珠發生異常磨損，引發故障。

　　湖南某室內游泳館安裝一批室內風管機組，在使用約一年時間后，發現多臺機組出現噪音異響問題。

　　經調查發現，該游泳館屬于室內場館，場館內部空氣濕度大，對于整機的防潮性能有著較高的要求。對維修更換的電機分析發現，該電機為開孔式殼體結構和普通RZ軸承，軸承表面存在明顯銹跡(圖8)，電機運行時存在明顯的軸承噪音。

　　隨著中央空調行業的快速增長，各大品牌之間的競爭隨之加劇，歸根結底競爭的是產品質量。

　　空調產品從以往的一年包修到三年包修，再到六年包修，直至現在行業里提出的十年包修。產品的質量是唯一標準，而產品質量的長期可靠性，才是十年包修的意義所在。

　　目前開孔式殼體和普通防塵式RZ軸承仍為空調器上的主流應用，電機防護等級僅為IP20至IP24，遠不能滿足售后安裝和使用環境的特殊需求。為解決售后長期使用的可靠性，必須提升其防護等級，以此來防止外部粉塵、濕氣和其他污染物進入電機和軸承內部，使得電機能夠穩定運行在一個良好的環境中。

　　開孔式殼體更改為封閉式殼體，條件允許可以采用塑封結構。通過電機殼體結構的更改，能夠提高電機的防護等級，防止外部污染物進入電機內部，影響電機長期運行的可靠性。

　　普通防塵蓋式RZ軸承(非接觸式密封)更改為接觸式密封的RS軸承。通過電機軸承防護結構的整改，不但能夠有效防止粉塵、高濕氣體和其他腐蝕性污染物進入軸承內部，還能有效解決軸承油脂的揮發和流失。

　　通過上述批量性的電機可靠性失效因素的分析研究，室內機組電機售后長期的可靠運行，除去制造過程因素外，其電機的殼體結構設計和軸承的設計選型是重要影響因素。

　　目前各電機廠商生產的空調電機的結構基本一致，并且仍是市場主流。但從中央空調售后安裝的特殊性和長期使用的可靠性來看，其殼體結構設計和軸承的設計選型，需要進行改進優化，否則難以保證產品的長期可靠性。