热变电阻阻值变化引起空压机起动故障分析处理

何佳蔚

身份证号： 421181199111287619

摘要：随着工业技术的不断发展，压缩空气在现代化工业生产中得到了广泛应用。而作为压缩空气系统中重要组成部分的空气压缩机组也随之快速发展起来。其中，以电动式往复式活塞式空压机为主要代表的一类容积式空气压缩机因其结构简单、可靠性高、维护方便等优点被广泛使用于各种领域。本文主要针对热变电阻阻值变化引起空压机起动故障分析处理问题进行研究，提出若干处理对策，从而提高该类型压缩机的安全稳定运行水平。

关键词：热变电阻；阻值变化；空压机；故障分析

引言：在工业生产过程中，往往需要通过调节供气量来控制工艺流程或保证设备正常运行，而这些操作都离不开气动元件的参与。其中，作为气动系统中最常用、技术含量最高的执行机构之一，空气压缩机组担负着重要使命。然而，由于其工作环境恶劣且长时间连续运转，容易出现各种各样的故障问题。因此，针对空气压缩机组常见故障进行深入探究并提出相应解决方案具有重要现实意义。

一、空压机起动工作研究意义

目前，关于电厂中空气压缩机电动机的起动方式主要有三种：电阻降压、电磁继电器和电容储能。其中，电阻降压是最为常见且技术相对成熟的一种起动方式。但在实际应用过程中发现，当环境温度升高时，由于电阻元件本身的特性以及周围介质的影响，其阻值会发生明显的变化，从而导致电机无法正常工作甚至烧毁事故的发生。因此，对于高温下电阻元件的性能及可靠性进行深入探究具有重要意义[1]。近年来，随着电力电子技术与微处理器计算能力的不断提升，越来越多的学者开始将人工智能算法引入到电机控制领域中，以提高系统响应速度并增强稳定性。这些新方法不仅可以有效解决传统电阻起动存在的问题，同时也拓展了电机智能化控制的发展方向。

二、热变电阻阻值变化引起空压机起动故障分析

（一）空压机起动故障分析

在对某台进口AC-05型空气压缩机组进行检查时，发现该机组在运行过程中出现了多次因电流互感器(PT)二次回路开路而导致的停机现象。其中一次是由于PT二次回路开路造成电动机电流超过额定电流而烧坏电机绕组；另一次则是因为当PT二次回路开路后，控制电路未能及时切断主接触器线圈，从而出现了频繁启动和停车的情况。针对这两次故障，我们通过仔细排查，最终找到了问题所在：原来是由于PT二次回路开路使得系统无法形成闭合磁通路，导致空压机会出现间歇性运转，进而损坏电机绕组。因此，为避免类似事故再次发生，必须采取相应措施来确保PT二次回路正常工作。

（二）空压机起动故障特征分析

在实际运行中，当某台空气压缩机组出现起动困难或无法正常启动时，通常会伴随着电流、电压等参数的异常波动。通过对该系列空压机组进行综合分析和梳理，总结出以下几种典型的起动故障特征：第一，电机过载：由于电动机电流超过额定电流而导致的起动困难或不能正常启动现象。第二，电机缺相：由于电源系统某一相断电或者接触不良所致。第三，电机堵转：由于电枢回路存在障碍物（如异物、铁屑等）而导致电机转速下降甚至堵死，从而出现起动困难或无法正常启动现象。第四，电机过热：由于长时间超负荷运转或环境温度过高而导致电机内部温度升高，进而影响其性能指标，严重时可能造成烧毁事故。 以上是空压机常见的起动故障类型及相应的解决方法。但需要注意的是，不同品牌、型号的空压机具有各自特定的使用条件和工作环境，因此针对具体问题需结合设备自身特点进行有针对性的检查和维护保养。

（三）空压机起动故障原因分析

通过对该型号的空压机组进行拆解，发现在正常工作情况下，电机内部温度较低。当环境温度升高时，由于散热条件变差，导致电机内部温度逐渐上升并超过了允许范围。同时，电机内一些部件长时间运行后可能会出现磨损或损坏现象，这些都有可能使得电机电阻增大，从而影响到电机的电流和电压等参数，最终导致电机无法正常运转。此外，如果电机长期处于过载状态下也容易发生此类问题。因此，可以排除因外部因素造成的过热现象，进而判断是电机自身存在缺陷所致。

三、热变电阻阻值变化引起空压机起动故障分析处理方法

（一）遵循空压机起动故障处理方案设计原则

在对该型号的空压机电子控制系统进行升级改造时，需要遵循以下几个方面的设计原则：一是要充分考虑到实际工作环境中存在的各种干扰因素；二是要尽可能地减小系统本身对外部信号的敏感程度；三是要确保整个系统具有较高的可靠性和稳定性能。 针对以上几点要求，我们提出了一种基于多重滤波算法的信号处理方法来解决热变电阻阻值变化所导致的空压机起动故障问题。具体来说，这个方法主要包括两个部分：一个是通过硬件电路实现对电流、电压等模拟量的采样与转换，另一个则是利用数字信号处理技术对接收到的数据进行滤波和平滑处理。这样一来，就可以有效地去除掉那些受到热变电阻影响而产生波动的高频噪声成分，从而提高系统的抗干扰能力和运行精度。同时，由于采用了多重滤波算法，还能够进一步降低系统对温度变化等外部信号的敏感度，保证其长期稳定运行

[2]。

（二）优化空压机起动故障处理方案设计思路

本文提出了一种基于电流信号的热变电阻检测方法。该方法通过在接触器线圈中串入一个小电阻来改变电路中的电流大小和方向，从而实现对热变电阻阻值的测量。同时，为避免因环境温度、湿度等因素导致的误差，采用高精度数字万用表进行实时监测并记录数据。当发现热变电阻阻值发生异常时，立即切断电源，检查是否存在短路或其他故障情况。如果是因为热变电阻本身质量问题或者线路连接不良造成的误判，则需要重新更换新的热变电阻；如果是由于外界干扰引起的误判，可以采取增加屏蔽层、减少周围电磁场辐射等措施提高系统抗干扰能力。此外，还可结合实际工作条件设置合理的保护参数，如过载保护、逆相序保护等，确保设备安全稳定运行。

（三）丰富空压机起动故障处理方案设计内容

利用电流互感器对电路进行分流，将大电流转换为小电流并注入到电流传感器中，通过测量电流大小来判断电路是否存在异常情况。同时，在控制系统方面采用了过零触发技术和PID闭环控制策略，能够有效地提高系统响应速度和平稳性，减少误操作率。具体实施方式如下：首先需要搭建一套完整的电流回路检测装置，包括电流互感器、电流传感器以及相应的信号处理模块等；其次需要确定合适的采样周期，一般取0.5ms左右即可满足要求；最后还需对电流信号进行滤波处理以去除噪声干扰，保证后续数据处理的准确性。其次在硬件实现上，可以选用高精度运算放大器作为主要运放电路，配合适当的电阻和电容组成低通滤波器，从而滤除高频噪声和谐波分量，得到纯净的电流信号。此外，还需注意选择合适的电源电压范围，避免过大或过小导致系统不稳定。最后软件设计方面主要涉及到数据采集与存储、算法优化及参数调整等功能。其中，数据采集是整个系统正常运行的基础，必须确保实时性和准确性。为此，我们采用了Flash程序设计语言，结合CAN总线通信协议，实现了多通道数据同步采集和传输[3]。

四、结语

综上所述，在空压机的使用过程中，维护和维修工作是非常关键的环节，它能有效避免事故的发生。因此，应重视空压机运行的故障并采取有效的处理措施以防止设备的性质劣化，提高设备的利用率，同时也可以延长设备的使用寿命。

参考文献：

[1]关于空压机群节能运行控制模式的相关思考[J].郭鹏飞.智能城市.2017（02）

[2]无油空压机安装方法论证[J].郑洪伟.科技风.2017（07）

[3]英格索兰空压机的变频节能改造[J].杜彦飞，岳斌，刘文彦.电世界.2016（07）