一般空調系統中都會有專門的元器件如壓力開關、排氣感溫包等用于保護壓縮機，但隨著市場競爭的日益激烈，空調器的成本壓力越來越大，特別是小型家用空調，基本都沒有專門的元器件保護壓縮機，過載保護器成了保護壓縮機的最重要和最后一道關卡。
1 過載保護器的工作原理及特性
1.1 過載保護器的工作原理及分類
空調用壓縮機的過載保護器一般都是采用突跳式雙金屬保護器，由加熱絲、雙金屬片和兩個靜觸點組成電路，串聯在壓縮機電路里。當電路中的電流過大時，加熱絲發熱，烘烤碟形雙金屬片，當雙金屬片發熱時就會反方向拱起，從而使觸點斷開；當壓縮機外殼或電機溫度過高時，即使工作電流正常，加熱絲發熱量很小，雙金屬片也會發生變形向上彎曲，脫離兩個靜觸頭，將電路切斷。這種保護器能自動復位，具有過電流、過溫升的雙重保護作用。
根據安裝方式的不同，可分為外置式和內置式兩種:
（1）外置式保護器：安裝在壓縮機外殼的密封接線柱上，緊貼上蓋，以感應壓縮機外殼的溫度。由于從電機發熱到外殼發熱有一個傳導和對流的過程，由外殼發熱再到保護器動作還有一個過程，因此，此種保護方式的準確性和可靠性都相對較差，但由于其制造簡單，同一個雙金屬片，通過調整螺桿高度，就可以制造出不同的保護器，且安裝維修方便、成本低，故一般應用在小功率家用空調壓縮機上。
（2）內置式保護器：分為綁扎式和插接式，綁扎式是將保護器同電機線圈綁扎在一起，直接感應線圈的溫度變化，反應較快并且準確；插接式是將保護器插接到密封接線柱上，通過冷媒的熱傳導來感應電機的溫度異常，在冷媒未發生泄露的情況下保護較準確，但冷媒一旦有泄露的情況，保護性能則較差。
總之，內置式保護器對電機溫度感應較外置式更靈敏、更準確，可靠性更高，適用范圍更廣(一般的空調器壓縮機都能適用)。但由于安裝在壓縮機內部，要求尺寸小，能適應壓縮機內部的高溫，高壓變化等惡劣環境，對其設計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 過載保護器的工作特性
過載保護器主要有三個特性:溫度特性、最小動作電流特性和初始動作時間特性。
溫度特性：有動作溫度和復位溫度，動作溫度是過載保護器在不承載電流或只有信號電流通過的情況下，使其動靜觸點分離的溫度，當保護器感測的溫度值達到動作溫度時，保護器就會斷開；當保護器感測的溫度降低到復位溫度時，保護器就會重新閉合。
2. 過載保護器對空調壓縮機的保護效果
空調壓縮機工作于高溫、高壓的冷媒和潤滑油的混合環境中，因此其本身的材料都能承受一定的高溫和高壓，一般空調用壓縮機的耐溫為120℃或130℃。如果超過耐溫上限，對壓縮機的損害包括泵體的損壞、電機的燒毀或兩者兼而有之，因此，需壓縮機進行保護的情況包括堵轉、過熱及高壓，空調系統在某些異常工況下也會導致壓縮機出現以上三種情況。在空調系統無專門元器件針對如上異常進行保護時，過載保護器就成了壓縮機的最后一道保護關卡，能否準確及時的動作對壓縮機起著至關重要的作用。
對于小型家用空調而言，在空調系統運行過程中過載保護器無法起到保護作用的情況主要發生在沒有電流聯動的情況下，包括冷媒不足、高壓縮比、冷卻不足及冷媒過多，冷卻不足同冷媒不足時的表現相類似，因此后面將主要針對冷媒不足、冷媒過多和高壓縮比三種情況進行實驗驗證。
2.1 冷媒不足時過載保護器的保護作用驗證
選取兩套空調系統，其壓縮機過載分別為內置和外置，在室內32℃/23℃，室外48℃/-工況下進行不放冷媒、放50%冷媒和放62%冷媒實驗，觀察缺少冷媒后過載保護器能否對空調系統進行有效保護。
由試驗結果可見，在冷媒不足的情況下，過載保護器動作時的排氣溫度均已達到140℃以上，按照10℃溫差計算，電機繞組的溫度應該在150℃以上，而一般壓縮機的耐熱等級為E級或B級，耐溫為120℃或130℃，漆包線的耐熱等級為H級，溫度為150℃，也就是說，盡管過載保護器動作了，但并未起到保護壓縮機的作用，此時已經對壓縮機造成了傷害。放掉50%冷媒時，內外置過載保護器動作時的排氣溫度比較接近，只是外置過載的動作時間比內置的長了5min，但保護效果是相同的。但當放掉62%的冷媒時，內置過載的排氣溫度仍在140℃以上，并未有明顯的升高，動作時間也無加長，說明在冷媒不足加重后內置過載能起到同之前相同的保護效果，而外置過載則動作時間明顯加長，排氣溫度明顯增高，無法起到同之前相同的保護作用，對壓縮機的傷害程度隨著冷媒不足量的加大而加大。
2.2 冷媒過多時過載保護器的保護作用驗證
冷媒過多帶來最直接的影響就是壓縮機回液，過量回液會帶來潤滑油稀釋、排油量增加及液擊的風險，壓縮機會因潤滑不好造成磨損甚至卡死或因濕壓縮而造成損壞，特別是長期運轉時對壓縮機的損害是非常大的，因此在系統冷媒過多時對壓縮機進行保護是必要的。
分別選取高溫和低溫兩種工況進行冷媒過多實驗，驗證冷媒過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，僅更改系統冷媒的充注量。
2.3 高壓縮比時過載保護器的保護作用驗證
空調用壓縮機的壓縮比范圍在3～5之間，一般不會超過6，壓縮比過大會導致壓縮機內部閥片、軸承等元件的損壞。空調系統的高壓縮比情況一般出現在低溫工況，此時系統高壓不高，但低壓很低，導致壓縮比很高，分別進行三種室外工況下的測試，觀察系統壓縮比情況及過載保護器能否正常保護。
3 結論
（1）壓縮機過載保護器配置方式不同對壓縮機的保護作用是不同的，內置保護器較外置保護器靈敏度高，對壓縮機的保護作用比較大；（2）在冷媒不足時，無論是內置保護器還是外置保護器對壓縮機的保護作用都非常有限，因此空調系統中需增加針對冷媒不足的保護；（3）冷媒過多時過載保護器無法起到保護作用，系統中需使用高壓開關等高壓保護措施來避免冷媒過多對壓縮機造成的傷害；（4）高壓縮比情況下過載保護器無法起到保護的作用，必須另設低壓保護措施來保護壓縮機。