淺談永磁變頻空壓機電機的拆裝

張軍

摘 要：國家日前明確提出，要統籌有序做好碳達峰、碳中和工作，盡快出臺2030年前碳達峰行動方案，要求大力促進重點行業和企業節能減碳，鼓勵企業研發生產綠色節能產品。因此在空壓機行業各大廠商都推出了高效節能的永磁變頻空壓機。永磁變頻螺桿機的節能運作方式是通過變頻器調整電機的轉速來調整氣體流量，使電機的輸出功率與流量需求成正比，保持電機高效率工作，功率因數高，無功損耗小，節電效果明顯。

關鍵詞：變頻空壓機;永磁電機;電機安裝;加熱器

空壓機行業致力于為空壓機用戶提供高效率，環保，安全的全面解決方案。隨著行業品質要求的提高，永磁空壓機也越來越受到人們的關注，永磁變頻空壓機全頻下的效率、噪音、振動等一直是研究的重點方向，此時永磁電機的拆裝就顯得尤其重要，本文以XX牌永磁空壓機為研究對象，對永磁電機拆裝進行研究討論。

1永磁電機轉部加熱

本文討論的對象采用的是國產某牌永磁電機，電機冷卻方式為油冷，電機功率為37kW。

研究對象受限機體伸出軸較短，需利用過盈量控制機體轉子與電機轉部對心，故永磁電機與機體采用過渡配合（H7/m6）。采用過渡配合，電機轉部就需要外環加熱，類似于軸承內環加熱。由于電機本身磁性材質特性，電機轉部加熱超過150℃，持續2小時會有退磁現象。故選擇電機轉部加熱器比較重要，加熱器需要適合內孔加熱、溫度均勻、加熱時間短、溫控可控、加熱時間可控、無退磁風險等特點。

平板加熱器（如SFK電熱板，如圖1-1）是一種專為加熱軸承設計。電熱板的溫度可通過溫度控制按鈕來調節，其溫度范圍在50～200℃。平板加熱器加熱永磁電機轉部會有加熱時間長，加熱不均勻等弊端。

烤箱加熱器（如國產某牌電熱鼓風干燥箱，如圖1-2）采用鎳鉻合金電加熱，加熱均勻且含超溫保護，具有測量溫度達到設定溫度的定時恒溫功能，加熱溫度范圍為10～300℃。烤箱加熱器適合聯軸器加熱，雖然加熱比較均勻，溫度也可控，但是加熱永磁電機時間會比較長。

電磁加熱器（如國產某牌電磁加熱器，如圖1-3）是一種專業的加熱內孔裝置，其溫度范圍在0～300℃，加熱快、加熱溫度可控、加熱時間可控且加熱也均勻，適合齒輪和聯軸器等工件加熱，但是加熱磁性產品存在退磁風險，故不適合永磁電機轉部加熱。

中頻感應加熱器（如國產某牌中頻感應加熱器，如圖1-4）是一種將工頻50Hz交流電轉變為中頻（300Hz以上至20KHz）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變為可調節的中頻電流，供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流，在感應圈中產生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產生很大的渦流。這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質，即金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動要產生熱量。[1]中頻感應加熱具有加熱速度快、加熱均勻、適合內孔加熱等特單，最重要的是由于通過產生的渦流方式加熱，實際對永磁電機加熱至150℃狀態，電機磁性會有衰減，待電機恢復到常溫后衰減消除，至少永磁電機在150℃造成的磁性衰減可逆。所以中頻感應加熱器符合研究對象永磁電機加熱的所有要求。

2導軌輔助安裝

永磁電機轉部完成加熱后，可以很輕松的完成與機體伸出軸的安裝，接下來就是安裝電機定部與外殼。本次討論的研究對象，永磁電機定部與外殼固定于一體，電機外殼法蘭與機體法蘭對接鎖固。如圖2-1所示。

永磁電機與機體安裝時，由于轉部有磁性，如圖2-2所示。直接安裝會導致電機轉部與電機外殼無法精準對心，造成偏心甚至擦到。實際偏心安裝看不到干涉也沒有擦傷痕跡，不會引起重視，但是在后期機組運行以及維護拆卸時造成擦傷。[2]

安裝永磁電機外殼時，增加電機外殼裝配導軌，避免裝配過程中磕碰。設計導向螺桿，先在電機法蘭上擰上導桿，再將電機法蘭沿著導桿套入電機轉部，如此安裝可以避免干涉。如圖2-3所示。

可以看出，采用導軌安裝永磁電機，對于電機轉部與電機外殼精準對心效果顯著。圖示效果為2根導桿作為導軌，實際條件允許，可以采用更多3-4根導桿，效果更好。另外如果有條件，可以增加三向定位安裝臺，原理同導軌安裝，三向定位安裝臺精度更高，裝配效率也會提高。

3永磁電機拆卸

與普通壓縮機相比，永磁變頻壓縮機維修保養相對要麻煩，機體的維護保養過程中一定要先將電機拆開后才能拆機體。電機外殼的拆解相對容易，為保證拆解過程中電機外殼與電機轉部不會擦到，可參考電機外殼的安裝，增加導軌輔助。這里著重討論電機轉部的拆卸，由于電機轉部與機體軸的緊配，常規的拉馬在實際使用中已經顯得無能為力，經常發生外殼變形或是螺牙壞掉。此刻需要采用特制的拉馬才能拆下電機轉部。如圖3-1所示。

拆出電機外殼后，將拉馬工裝套入轉部，將頂棒擰入工裝上部螺紋孔，借助油泵即可輕松通過頂棒取拆出電機轉部，如圖 3-2所示。

如在客戶現場拆卸永磁電機，沒有油泵，也可以將頂棒端面做成內六角，通過手動扳手或氣動扳手操作，實際驗證也是可以輕松拆出電機轉部的。

4結論

本文以XX品牌37kW永磁空壓機為研究對象，對其永磁電機的拆裝分析討論。

4.1永磁電機轉部采用緊配，需要使用加熱器對其加熱處理，通過對多種加熱器優缺點以及實際驗證，結果表明中頻感應加熱器符合研究對象永磁電機加熱的所有要求，最適合作為永磁電機轉部加熱工具。

4.2采用導桿輔助永磁電機外殼安裝，對于電機轉部與電機外殼精準對心效果顯著，并有效避免永磁電機拆裝過程中的電機轉部與電機外殼的干涉。

4.3由于電機轉部與機體軸的緊配，常規拉馬無法有效拆出電機轉部，采用特制拉馬可以輕松拆出電機轉部。

參考文獻：

[1]付正博.感應加熱與節能：感應加熱器（爐）的設計與應用.機械出版社，2008：33-35.

[2]暨綿浩.永磁同步電動機及其調速系統綜述和展望[J].維特電機，2007，（03）：49-52.