浅谈永磁变频空压机电机的拆装

张军

摘 要：国家日前明确提出，要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作，尽快出台2030年前碳达峰行动方案，要求大力促进重点行业和企业节能减碳，鼓励企业研发生产绿色节能产品。因此在空压机行业各大厂商都推出了高效节能的永磁变频空压机。永磁变频螺杆机的节能运作方式是通过变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机的输出功率与流量需求成正比，保持电机高效率工作，功率因数高，无功损耗小，节电效果明显。

关键词：变频空压机;永磁电机;电机安装;加热器

空压机行业致力于为空压机用户提供高效率，环保，安全的全面解决方案。随着行业品质要求的提高，永磁空压机也越来越受到人们的关注，永磁变频空压机全频下的效率、噪音、振动等一直是研究的重点方向，此时永磁电机的拆装就显得尤其重要，本文以XX牌永磁空压机为研究对象，对永磁电机拆装进行研究讨论。

1永磁电机转部加热

本文讨论的对象采用的是国产某牌永磁电机，电机冷却方式为油冷，电机功率为37kW。

研究对象受限机体伸出轴较短，需利用过盈量控制机体转子与电机转部对心，故永磁电机与机体采用过渡配合（H7/m6）。采用过渡配合，电机转部就需要外环加热，类似于轴承内环加热。由于电机本身磁性材质特性，电机轉部加热超过150℃，持续2小时会有退磁现象。故选择电机转部加热器比较重要，加热器需要适合内孔加热、温度均匀、加热时间短、温控可控、加热时间可控、无退磁风险等特点。

平板加热器（如SFK电热板，如图1-1）是一种专为加热轴承设计。电热板的温度可通过温度控制按钮来调节，其温度范围在50～200℃。平板加热器加热永磁电机转部会有加热时间长，加热不均匀等弊端。

烤箱加热器（如国产某牌电热鼓风干燥箱，如图1-2）采用镍铬合金电加热，加热均匀且含超温保护，具有测量温度达到设定温度的定时恒温功能，加热温度范围为10～300℃。烤箱加热器适合联轴器加热，虽然加热比较均匀，温度也可控，但是加热永磁电机时间会比较长。

电磁加热器（如国产某牌电磁加热器，如图1-3）是一种专业的加热内孔装置，其温度范围在0～300℃，加热快、加热温度可控、加热时间可控且加热也均匀，适合齿轮和联轴器等工件加热，但是加热磁性产品存在退磁风险，故不适合永磁电机转部加热。

中频感应加热器（如国产某牌中频感应加热器，如图1-4）是一种将工频50Hz交流电转变为中频（300Hz以上至20KHz）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。[1]中频感应加热具有加热速度快、加热均匀、适合内孔加热等特单，最重要的是由于通过产生的涡流方式加热，实际对永磁电机加热至150℃状态，电机磁性会有衰减，待电机恢复到常温后衰减消除，至少永磁电机在150℃造成的磁性衰减可逆。所以中频感应加热器符合研究对象永磁电机加热的所有要求。

2导轨辅助安装

永磁电机转部完成加热后，可以很轻松的完成与机体伸出轴的安装，接下来就是安装电机定部与外壳。本次讨论的研究对象，永磁电机定部与外壳固定于一体，电机外壳法兰与机体法兰对接锁固。如图2-1所示。

永磁电机与机体安装时，由于转部有磁性，如图2-2所示。直接安装会导致电机转部与电机外壳无法精准对心，造成偏心甚至擦到。实际偏心安装看不到干涉也没有擦伤痕迹，不会引起重视，但是在后期机组运行以及维护拆卸时造成擦伤。[2]

安装永磁电机外壳时，增加电机外壳装配导轨，避免装配过程中磕碰。设计导向螺杆，先在电机法兰上拧上导杆，再将电机法兰沿着导杆套入电机转部，如此安装可以避免干涉。如图2-3所示。

可以看出，采用导轨安装永磁电机，对于电机转部与电机外壳精准对心效果显著。图示效果为2根导杆作为导轨，实际条件允许，可以采用更多3-4根导杆，效果更好。另外如果有条件，可以增加三向定位安装台，原理同导轨安装，三向定位安装台精度更高，装配效率也会提高。

3永磁电机拆卸

与普通压缩机相比，永磁变频压缩机维修保养相对要麻烦，机体的维护保养过程中一定要先将电机拆开后才能拆机体。电机外壳的拆解相对容易，为保证拆解过程中电机外壳与电机转部不会擦到，可参考电机外壳的安装，增加导轨辅助。这里着重讨论电机转部的拆卸，由于电机转部与机体轴的紧配，常规的拉马在实际使用中已经显得无能为力，经常发生外壳变形或是螺牙坏掉。此刻需要采用特制的拉马才能拆下电机转部。如图3-1所示。

拆出电机外壳后，将拉马工装套入转部，将顶棒拧入工装上部螺纹孔，借助油泵即可轻松通过顶棒取拆出电机转部，如图 3-2所示。

如在客户现场拆卸永磁电机，没有油泵，也可以将顶棒端面做成内六角，通过手动扳手或气动扳手操作，实际验证也是可以轻松拆出电机转部的。

4结论

本文以XX品牌37kW永磁空压机为研究对象，对其永磁电机的拆装分析讨论。

4.1永磁电机转部采用紧配，需要使用加热器对其加热处理，通过对多种加热器优缺点以及实际验证，结果表明中频感应加热器符合研究对象永磁电机加热的所有要求，最适合作为永磁电机转部加热工具。

4.2采用导杆辅助永磁电机外壳安装，对于电机转部与电机外壳精准对心效果显著，并有效避免永磁电机拆装过程中的电机转部与电机外壳的干涉。

4.3由于电机转部与机体轴的紧配，常规拉马无法有效拆出电机转部，采用特制拉马可以轻松拆出电机转部。

参考文献：

[1]付正博.感应加热与节能：感应加热器（炉）的设计与应用.机械出版社，2008：33-35.

[2]暨绵浩.永磁同步电动机及其调速系统综述和展望[J].维特电机，2007，（03）：49-52.