一般空調(diào)系統(tǒng)中都會(huì)有專(zhuān)門(mén)的元器件如壓力開(kāi)關(guān)、排氣感溫包等用于保護(hù)壓縮機(jī)，但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，空調(diào)器的成本壓力越來(lái)越大，特別是小型家用空調(diào)，基本都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的元器件保護(hù)壓縮機(jī)，過(guò)載保護(hù)器成了保護(hù)壓縮機(jī)的最重要和最后一道關(guān)卡。
1 過(guò)載保護(hù)器的工作原理及特性
1.1 過(guò)載保護(hù)器的工作原理及分類(lèi)
空調(diào)用壓縮機(jī)的過(guò)載保護(hù)器一般都是采用突跳式雙金屬保護(hù)器，由加熱絲、雙金屬片和兩個(gè)靜觸點(diǎn)組成電路，串聯(lián)在壓縮機(jī)電路里。當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)，加熱絲發(fā)熱，烘烤碟形雙金屬片，當(dāng)雙金屬片發(fā)熱時(shí)就會(huì)反方向拱起，從而使觸點(diǎn)斷開(kāi)；當(dāng)壓縮機(jī)外殼或電機(jī)溫度過(guò)高時(shí)，即使工作電流正常，加熱絲發(fā)熱量很小，雙金屬片也會(huì)發(fā)生變形向上彎曲，脫離兩個(gè)靜觸頭，將電路切斷。這種保護(hù)器能自動(dòng)復(fù)位，具有過(guò)電流、過(guò)溫升的雙重保護(hù)作用。
根據(jù)安裝方式的不同，可分為外置式和內(nèi)置式兩種:
（1）外置式保護(hù)器：安裝在壓縮機(jī)外殼的密封接線柱上，緊貼上蓋，以感應(yīng)壓縮機(jī)外殼的溫度。由于從電機(jī)發(fā)熱到外殼發(fā)熱有一個(gè)傳導(dǎo)和對(duì)流的過(guò)程，由外殼發(fā)熱再到保護(hù)器動(dòng)作還有一個(gè)過(guò)程，因此，此種保護(hù)方式的準(zhǔn)確性和可靠性都相對(duì)較差，但由于其制造簡(jiǎn)單，同一個(gè)雙金屬片，通過(guò)調(diào)整螺桿高度，就可以制造出不同的保護(hù)器，且安裝維修方便、成本低，故一般應(yīng)用在小功率家用空調(diào)壓縮機(jī)上。
（2）內(nèi)置式保護(hù)器：分為綁扎式和插接式，綁扎式是將保護(hù)器同電機(jī)線圈綁扎在一起，直接感應(yīng)線圈的溫度變化，反應(yīng)較快并且準(zhǔn)確；插接式是將保護(hù)器插接到密封接線柱上，通過(guò)冷媒的熱傳導(dǎo)來(lái)感應(yīng)電機(jī)的溫度異常，在冷媒未發(fā)生泄露的情況下保護(hù)較準(zhǔn)確，但冷媒一旦有泄露的情況，保護(hù)性能則較差。
總之，內(nèi)置式保護(hù)器對(duì)電機(jī)溫度感應(yīng)較外置式更靈敏、更準(zhǔn)確，可靠性更高，適用范圍更廣(一般的空調(diào)器壓縮機(jī)都能適用)。但由于安裝在壓縮機(jī)內(nèi)部，要求尺寸小，能適應(yīng)壓縮機(jī)內(nèi)部的高溫，高壓變化等惡劣環(huán)境，對(duì)其設(shè)計(jì)和制造等都提出了很高的要求，成本也比外置式要貴幾倍。
1.2 過(guò)載保護(hù)器的工作特性
過(guò)載保護(hù)器主要有三個(gè)特性:溫度特性、最小動(dòng)作電流特性和初始動(dòng)作時(shí)間特性。
溫度特性：有動(dòng)作溫度和復(fù)位溫度，動(dòng)作溫度是過(guò)載保護(hù)器在不承載電流或只有信號(hào)電流通過(guò)的情況下，使其動(dòng)靜觸點(diǎn)分離的溫度，當(dāng)保護(hù)器感測(cè)的溫度值達(dá)到動(dòng)作溫度時(shí)，保護(hù)器就會(huì)斷開(kāi)；當(dāng)保護(hù)器感測(cè)的溫度降低到復(fù)位溫度時(shí)，保護(hù)器就會(huì)重新閉合。
2. 過(guò)載保護(hù)器對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)的保護(hù)效果
空調(diào)壓縮機(jī)工作于高溫、高壓的冷媒和潤(rùn)滑油的混合環(huán)境中，因此其本身的材料都能承受一定的高溫和高壓，一般空調(diào)用壓縮機(jī)的耐溫為120℃或130℃。如果超過(guò)耐溫上限，對(duì)壓縮機(jī)的損害包括泵體的損壞、電機(jī)的燒毀或兩者兼而有之，因此，需壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)的情況包括堵轉(zhuǎn)、過(guò)熱及高壓，空調(diào)系統(tǒng)在某些異常工況下也會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)以上三種情況。在空調(diào)系統(tǒng)無(wú)專(zhuān)門(mén)元器件針對(duì)如上異常進(jìn)行保護(hù)時(shí)，過(guò)載保護(hù)器就成了壓縮機(jī)的最后一道保護(hù)關(guān)卡，能否準(zhǔn)確及時(shí)的動(dòng)作對(duì)壓縮機(jī)起著至關(guān)重要的作用。
對(duì)于小型家用空調(diào)而言，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中過(guò)載保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)作用的情況主要發(fā)生在沒(méi)有電流聯(lián)動(dòng)的情況下，包括冷媒不足、高壓縮比、冷卻不足及冷媒過(guò)多，冷卻不足同冷媒不足時(shí)的表現(xiàn)相類(lèi)似，因此后面將主要針對(duì)冷媒不足、冷媒過(guò)多和高壓縮比三種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
2.1 冷媒不足時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證
選取兩套空調(diào)系統(tǒng)，其壓縮機(jī)過(guò)載分別為內(nèi)置和外置，在室內(nèi)32℃/23℃，室外48℃/-工況下進(jìn)行不放冷媒、放50%冷媒和放62%冷媒實(shí)驗(yàn)，觀察缺少冷媒后過(guò)載保護(hù)器能否對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)。
由試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，在冷媒不足的情況下，過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作時(shí)的排氣溫度均已達(dá)到140℃以上，按照10℃溫差計(jì)算，電機(jī)繞組的溫度應(yīng)該在150℃以上，而一般壓縮機(jī)的耐熱等級(jí)為E級(jí)或B級(jí)，耐溫為120℃或130℃，漆包線的耐熱等級(jí)為H級(jí)，溫度為150℃，也就是說(shuō)，盡管過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作了，但并未起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用，此時(shí)已經(jīng)對(duì)壓縮機(jī)造成了傷害。放掉50%冷媒時(shí)，內(nèi)外置過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作時(shí)的排氣溫度比較接近，只是外置過(guò)載的動(dòng)作時(shí)間比內(nèi)置的長(zhǎng)了5min，但保護(hù)效果是相同的。但當(dāng)放掉62%的冷媒時(shí)，內(nèi)置過(guò)載的排氣溫度仍在140℃以上，并未有明顯的升高，動(dòng)作時(shí)間也無(wú)加長(zhǎng)，說(shuō)明在冷媒不足加重后內(nèi)置過(guò)載能起到同之前相同的保護(hù)效果，而外置過(guò)載則動(dòng)作時(shí)間明顯加長(zhǎng)，排氣溫度明顯增高，無(wú)法起到同之前相同的保護(hù)作用，對(duì)壓縮機(jī)的傷害程度隨著冷媒不足量的加大而加大。
2.2 冷媒過(guò)多時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證
冷媒過(guò)多帶來(lái)最直接的影響就是壓縮機(jī)回液，過(guò)量回液會(huì)帶來(lái)潤(rùn)滑油稀釋、排油量增加及液擊的風(fēng)險(xiǎn)，壓縮機(jī)會(huì)因潤(rùn)滑不好造成磨損甚至卡死或因濕壓縮而造成損壞，特別是長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的損害是非常大的，因此在系統(tǒng)冷媒過(guò)多時(shí)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)是必要的。
分別選取高溫和低溫兩種工況進(jìn)行冷媒過(guò)多實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證冷媒過(guò)多后排氣溫度和電流的變化情況，在額定電壓和額定頻率下，僅更改系統(tǒng)冷媒的充注量。
2.3 高壓縮比時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證
空調(diào)用壓縮機(jī)的壓縮比范圍在3～5之間，一般不會(huì)超過(guò)6，壓縮比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)部閥片、軸承等元件的損壞。空調(diào)系統(tǒng)的高壓縮比情況一般出現(xiàn)在低溫工況，此時(shí)系統(tǒng)高壓不高，但低壓很低，導(dǎo)致壓縮比很高，分別進(jìn)行三種室外工況下的測(cè)試，觀察系統(tǒng)壓縮比情況及過(guò)載保護(hù)器能否正常保護(hù)。
3 結(jié)論
（1）壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)器配置方式不同對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)作用是不同的，內(nèi)置保護(hù)器較外置保護(hù)器靈敏度高，對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)作用比較大；（2）在冷媒不足時(shí)，無(wú)論是內(nèi)置保護(hù)器還是外置保護(hù)器對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)作用都非常有限，因此空調(diào)系統(tǒng)中需增加針對(duì)冷媒不足的保護(hù)；（3）冷媒過(guò)多時(shí)過(guò)載保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)作用，系統(tǒng)中需使用高壓開(kāi)關(guān)等高壓保護(hù)措施來(lái)避免冷媒過(guò)多對(duì)壓縮機(jī)造成的傷害；（4）高壓縮比情況下過(guò)載保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)的作用，必須另設(shè)低壓保護(hù)措施來(lái)保護(hù)壓縮機(jī)。