半封闭电机与开启式电机对比

半封闭电机与开启式电机对比

在当今空调市场上，大约仅有25-30%的离心式冷水机组采用开启式电机，其他的均采用半封闭电机（密封的电机可以在现场进行拆卸维修）。从下面几项对开启式电机与半封闭式电机进行比较：

1、冷却原理

1）开启式电机

开启开电机是通过轴连接器来推动压缩机运行，电机与冷媒系统是完全隔离的，但由于电机产生的热量通过电机上的轴流风机散布于机房内，所以机房内需要增加一套特别设计的通风系统来降低机房内的温度。

2） 半封闭式电机

封闭式电机与压缩机是连成一体的，电机所产生的热量通过制冷系统带走，其原理是在电机注入少量冷媒，使其蒸发时吸收电机产生的热量，而吸热汽化后的冷媒，则进入制冷系统，经过压缩后，由冷凝器将热量排到外界。

2、使用寿命

1) 电机运行温度

“电机的寿命主要取决于绝缘老化，当电气强度与机械强度达到极值时，便不能再工作。绝缘层老化机理在低电压时与高电压时有所差别。低电压绝缘材料主要为热老化．．．

；高电压绝缘材料主要为电老化（包括电晕、电离、电解），其次是高温腐蚀。一般低电压电动机寿命试验，在额定条件下连续运行25000h ，实际使用为15年。高电压电动机在额定条件下连续运行35000h ，实际使用寿命为20年。电动机超载荷运行，温升会增加，每增加．．．8．－．10．．℃．，寿命降低约．．．．．．20．．％。．．

”（摘自机械工业出版社2000年出版的《容积式压缩机技术手册》一书‘第37章压缩机驱动机器’）

开启式电机：电机的冷却依靠机房内的空气来冷却，即在电机的轴端配置有一轴流风机，有电机带动一起

旋转，使得室内的空气穿过电机的定、转子，将电机的热量带走。采用风冷方式会使两个传热表面存在较大的传热温差，所以在夏季制冷时，如果机房内没有通风降温设施情况下，电机线圈深处温度可能高达100℃以上，接近极限值。如上所述，温度过高将会直接影响电动机的运行寿命。

同时电动机温度升高将会影响电机实际的使用功率。

“1、环境温度的影响：电机额定功率P e 按下式修正：P e ’=K t P e 式中P e ’为较正温度影响后的电机功率（kW ）; P e 为电动机额定功率（kW ）；K t 为温度较正系数，参见下表10－1。”

所以，当机房温度超过40℃时，一方面会因为电机的功率下降而使得电机处于过载运行状态，电机的温度继续升高，同时由于机房温度高而世电机的热量无法及时排放出去，极易

导致电机的烧毁。

半封闭电机：半封闭电机直接由制冷剂直接冷却。半封闭式电机为耐氟电机，绝缘等级为F级，温升极限为105℃，环境温度为40℃时，最高温度可达145℃。冷凝器来的制冷剂经过节流后，

进入电机腔体，制冷剂温度为10℃左右，即电机的运行环境温度为10℃。所以电机线圈

内部表面温度最高在45－50℃之间，工作寿命长。同时半封闭式电机的定子线圈最深处配

置有3个高灵敏的热敏电阻，随时监控电机的温度变化，一旦电机的线圈温度超过80℃，

微电脑控制器将会将电机直接停机。

2) 运行环境要求

开启式电机：电机采用空气冷却，所以机房需良好的通风设施和降温设备，而且要保证适当的湿度要求和严格的清洁度要求；如果机房中的清洁度很差，将会导致电机线圈过脏，直接影响电机的

换热，同时电机的效率也将大大降低。如果机房中的湿度过大，有湿空气进入电机中，将

会导致电气短路，易发生电火花，破坏电机绝缘层，引发短路，烧毁电机。

半封闭电机：电机的冷却由干净的制冷剂进行冷却，所以电机的运行环境好，清洁度高；由于采用制冷剂对电机进行充分冷却，所以寿命长；电机的运行温度不会受到外界环境的影响，所以电机

能始终保持较高的运行效率；由于电机腔体内及整个制冷系统内的压力高于外界大气压力，

所以外界的空气和湿气很难进入到制冷系统中，所以电机更为可靠。

3) 电压要求

开启式电机：对电压要求高；如果配电电压发生波动，电机的运行温度将会比正常运行有所增加，由于电机采用空气冷却，如果存在通风量不足等因素时，将会导致电机烧毁。

半封闭电机：对电压要求不高；因为电机采用制冷剂直接冷却，所以线圈表面温度低。如果配电电压产生波动，制冷剂仍然可以保证电机的正常散热，所以不存在烧毁电机。

综上比较，半封闭式电动机比开启式电动机更加安全可靠。

3、维护性

开启式电机：由于采用开启式结构，所以压缩机上需要使用轴封，而轴封装置又容易成为制冷剂泄漏的途径，需要经常进行维护，既增加客户的维护使用成本，又会影响客户正常使用。

采用法兰连接，在出现故障时不能象柔性连接那样吸收冲击，如果这种联轴节成为一个震

源而没有得到适当处理，其他部件如油路将出现较高的故障率。

电机的维修工作多，需定期清洁电动机的排风通路，以保证排风通畅和散热良好；需经常

检查轴封处，是否过量漏油或漏冷媒；每运行5000小时，需较正一次转动轴的同心度，

同轴度的调节是一个十分复杂的操作过程。如果同轴度的偏差过大，将成为噪声和振动的

主要来源，而且将大大缩短轴封的寿命。每运行20000小时，或在检修压缩机时，需要更

换压缩机壳的O形密封圈。

半封闭电机：由于半封闭结构不存在严格密封的问题，不需专门轴封，不存在冷媒和油的泄漏问题。

检修工作极少，不存在开启式存在的诸多泄漏问题。电机的主轴采用直接连接，所以检修

时不存在同轴度矫正问题，而且检修操作简单。

4、噪声

开启式电机：噪声高，电机转子末端的轴流风机在运行时的噪声很高，为主要噪声来源，而且主要为中低频率噪声，这种噪声很难进行消噪处理。

半封闭电机：电机采用喷液态冷媒进行冷却，电机产生的噪声极低，且无轴流风机再来的额外噪声。5、制冷剂和油的泄漏

制冷剂和油的泄漏是开启式电机驱动的离心机组的一个需要考虑的因素。由于压缩机的驱动轴与开启式电机的连接在压缩机箱体的外侧，所以必须采用“轴封”以保证将油和制冷剂的泄漏降至最低。

开启式驱动按照两种情况下进行轴封设计：机组运行时压缩机的轴处于旋转状态：停机时压缩机的轴处于静止状态。由于轴封的设计要求满足上述的两种情况，以及轴封正常接触的磨损，油和制冷剂将会从轴封处泄漏。

在长时间的停机季节，当轴封干燥时，制冷剂的泄漏将增加。制冷剂溶于油中并从轴封处泄漏，每年这种情况下制冷剂的平均泄漏量占机组总冲注量的2%。油的泄漏是变化的，可以通过轴封处连接的油回收容器进行测量。

6、故障

开启式结构机组故障的产生通常是因为同轴度未校准，不正确的电气保护和过热。电机和压缩机的同轴度的校准是非常关键的。机组运行时的受热膨胀能导致电机轴承损坏，进而增加密封处的泄漏。制造厂家正确的同轴度调整需要在最后安装时进行“热的”或“试车后”同轴度的重新调整。复杂的同轴度的调整将包括在开机操作和与此相关的维修工作中。

机房内的温度也能缩短电机的寿命，导致故障的产生。引用厂家的维护手册（约克）中的话“开启式电机的寿命是按40℃，高于40℃的环境，满负荷下每增加10℃，电机的绝缘层寿命近似额定的一半”。

7、机房通风

正确的通风系统能够在机组运行时进行散热，也能够将泄漏的制冷剂移出机房。开启式电机的散热可通过下面的公式决定：

CFM=（满负荷电机功率kW）／电机效率×3413

为正确地使用这个公式，下面进行实例讲述：

设备承包人选择提供开启式电机的机组而不是半封闭式电机，那么该承包人还需：

（1）另外提供通风装置以保证机房内的温度不超过40℃。通风装置可通过下面的公式进行计算：CFM=（满负荷电机功率kW）/电机效率×3413

CFM=（104-95）（1.08）

CFM=（满负荷电机功率kW）（17.6）

或，（2）如果机房内有空气调节，设备承包人应另外安装制冷设备以抵消电机散热。计算公式如下：Btuh=（满负荷电机功率kW）（0.05）（3413）

Btuh=（满负荷电机功率kW）（171）

同时额外增加的管件，阀，空气盘管装置，隔热，接线，接电装置的变更，管道系统及其他部件是设备承包人的责任。同样，如果提供了开启式电机，机房需要安装温度调节装置，设定为40℃。如果超过这一温度，机组将停机，报警信号将生成并在中央能量管理系统（EMS）的屏幕上显示，提示维修人员诊断并处理导致温度过高情况的原因。设备承包人有责任参与所有设计的变更，包括温度控制，电和其他方面的协调。

另外，任何辅助的通风设施及上述制冷设施的耗电都应该考虑到机组所需的能耗中。如果您通过制冷量/耗电量来计算机组的效率，则电机的散热也应加耗电量中。