制冷設備電器及控制電路教案

1、第四章 制冷設備電器及控制電路 【教學目標】 1.知道電動機。2.電動機起動和保護裝置。3.溫度控制器、電加熱器及除霜裝置。 【教學重點】 電動機的應用。【教學難點】電動機的起動和保護裝置。 【教學方法】讀書指導法、分析法、演示法、練習法?！菊n時安排】2學時?！窘虒W過程】新課 第一節(jié) 電動機 一、單相交流異步電動機 單相異步電動機特點：制造方便、成本低廉、運行可靠、檢修容易、噪聲小等優(yōu)點，被廣泛應用在電冰箱、空調(diào)器等電氣中。 （1）基本結(jié)構(gòu)兩個基本的部分組成，定子部分和轉(zhuǎn)子部分。圖示制冷設備壓縮機內(nèi)所用的電動機外形。（2）工作原理異步電動機的轉(zhuǎn)子所以能夠旋轉(zhuǎn)是由于旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子導體作相對運動的

2、結(jié)果。 旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用旋轉(zhuǎn)磁場，就是以一定的速度、按一定的方向不斷旋轉(zhuǎn)的磁場，如圖所示。 單相定子脈動磁場在單相異步電動機的定子繞組通以單相交流電流，會產(chǎn)生磁場，磁場的磁通 F 在時間上按正弦變化，如圖所示。它是一個正弦脈動磁場，磁場的軸線在空間上固定不轉(zhuǎn)?？梢暈閮蓚€轉(zhuǎn)速相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場的合成，且每個旋轉(zhuǎn)磁場的磁道是恒定的，均等于脈動磁場磁通最大值的 1/2，即如圖所示。電動機的轉(zhuǎn)子不能自行起動，需要一個初始外力，然后在正向或反相的轉(zhuǎn)矩下轉(zhuǎn)子開始持續(xù)轉(zhuǎn)動。 分相式單相電動機的旋轉(zhuǎn)磁場為了使電動機能自行起動，可以在這種電動機的定子繞組（或叫運行繞組）的中間加嵌一個起動繞組，使

3、起動繞組與工作繞組在定子上有 90°的空間角度。起動繞組通過一個起動繼電器與運行繞組并聯(lián)再接入單相交流電源，則單相電動機就能自行起動，當轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的 75% 左右時，起動繼電器把起動繞組電路切斷，而后電動機進入正常運轉(zhuǎn)。 單相異步電動機類型限抗分相起動式 RSIR電容啟動式 CSIR電容運轉(zhuǎn)式 PSC 電容起動運轉(zhuǎn)式 CSR 電容半導體并聯(lián)起動式 PAS罩極式二、全封閉壓縮機電動機的技術(shù)要求電動機技術(shù)要求：1耐制冷劑和潤滑油2振動及沖擊3耐高溫4起動轉(zhuǎn)矩大，起動性能好5對電壓波動的適應性強6具有專用接線引柱 第二節(jié) 電動機起動和保護裝置 一、起動繼電器起動繼電器：單相電動機電路

4、中，控制起動繞組通電和斷電的器件。起動繼電器的形式：重錘式起動繼電器、PTC 起動繼電器和電容起動繼電器。1重錘式起動繼電器組成：屬電流式起動繼電器，由電流線圈、重錘銜鐵、彈簧、動觸點、靜觸點、T 形架和絕緣殼體等組成。 重錘式起動繼電器結(jié)構(gòu)圖1. 小焊片 2. 大焊片 3. 電源線支架 4. 蓋板 5. 副繞組插口 6. 主繞組插口 7. 磁力線圈 8. 外殼 9. 重錘 10. 磁力線圈 11. 動觸電 12. 大焊片 13. 靜觸點14. T形架 15. 靜觸點 16. 動觸點 17. 副繞組插口 18. 主繞組插口 19. 小焊片 20. 小彈簧 工作原理圖 1. 接電源 2. 重錘式

5、電流繼電器 3. 蝶形熱過載保護裝置 4. 電動機 5. 溫控器工作過程：吸合電流和釋放電流，圖中的A、B 兩點。接通電源瞬間，運行繞組和繼電器的電流線圈接入，產(chǎn)生較大起動電流。隨著起動電流逐漸增大，超過起動繼電器吸合電流“A”點時，磁力線圈產(chǎn)生足夠的磁力吸動重錘銜鐵，帶動T形架上移，起動繼電器的動、靜觸點閉合，接通起動繞組的電路。當兩個繞組通電后，使定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子獲得轉(zhuǎn)動力矩開始旋轉(zhuǎn)。而運行繞組中的電流隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高而下降，當電動機的轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的 70% 80 %時，運行繞組中的電流降到起動繼電器釋放電流值“B”點以下，起動繼電器線圈所產(chǎn)生的電磁力已經(jīng)無法使重錘銜鐵繼續(xù)保

6、持吸合狀態(tài)，重錘銜鐵下落復位，繼電器的動、靜觸點被斷開，起動繞組從電路中斷開而不工作。電動機進入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。特點：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可連續(xù)起動、可靠性好，但可調(diào)性差，電源電壓波動較大時，會出現(xiàn)觸點不釋放或接觸不良等造成觸點燒損。2PTC 起動繼電器PTC 是正溫度系數(shù)熱敏電阻又稱為半導體起動器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 外形圖PTC 起動特性：正常室溫下電阻值很小，開始施加電壓時通過大電流元件發(fā)熱，溫度上升電阻值急劇增加。當達到臨界溫度（居里點或臨界點）電阻值會增大到數(shù)千倍。電阻溫度曲線和電流變化曲線如圖所示臨界點可根據(jù)不同用途，通過調(diào)整原料配方來滿足不同的溫度要求。 PTC 起動繼電器的工作原理如

7、圖。特點：成本低、結(jié)構(gòu)簡單、壓縮機的匹配范圍廣、對電壓波動的適應性強。起動時無噪聲、無電弧、無磨損，耐振動、耐沖擊，不怕受潮生銹，性能可靠、壽命長，可以避免觸頭不平及觸頭粘連等，但不能連續(xù)起動。 二、保護裝置是壓縮機電動機的安全保護裝置，按功能可分為過電流保護器和過熱保護器。按結(jié)構(gòu)可分為以雙金屬片制成的條形或碟形保護器和 PTC 保護器。1碟形過載保護器具有過電流保護及過熱保護雙重功能，與起動繼電器組合在一起。組成：碟形雙金屬片、動、靜觸點、端子、電熱絲、調(diào)節(jié)螺釘、鎖緊螺母等，如圖所示。工作原理：當電動機電流過大時，電熱絲發(fā)熱量增大，碟形雙金屬片受熱變形向上彎曲翻轉(zhuǎn)，如圖b所示，動、靜觸點斷開

8、，切斷電源，起到對過載電流的保護作用。斷電后雙金屬片溫度下降，恢復正常位置，觸點閉合，使電源接通。當電流正常，而壓縮機運行轉(zhuǎn)時間過長，電動機繞組溫度升高，致使壓縮機殼溫也隨之過高，至少達 90 時，碟形雙金屬片也同樣會受熱彎曲變形而切斷電源。當機殼溫度下降后，雙金屬片恢復正常位置，使觸點閉合，接通電源，壓縮機重新起動運行，從而起到對電動機過熱的保護作用。所以過載保護器有過電流和過溫升兩種保護功能。2內(nèi)埋式過載保護器結(jié)構(gòu)如圖：將其裝在電動機的定子繞阻中，直接感受電動機定子繞阻內(nèi)的溫度變化，其工作原理與前述碟型過載保護器基本相同。 第三節(jié) 溫度控制器、電加熱器及除霜裝置 一、溫度控制器溫度控制器（

9、又稱溫度開關(guān)或溫度繼電器）：制冷系統(tǒng)中用來調(diào)溫、控溫的裝置，作用是通過調(diào)節(jié)，設定所需的控制溫度，使制冷系統(tǒng)在選定的某一溫差范圍內(nèi)運行，控溫過程如圖所示。1機械式溫度控制器特點：結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、可靠，組裝、調(diào)試修理方便。（1）工作原理組成：感溫元件、波紋管（或彈性金屬膜片）、毛細管和波動開關(guān)機構(gòu)。工作原理如圖。（2）機械式溫控器類型普通型、半自動化霜型、定溫復位型和風門溫控型。（3）機械式溫控器的調(diào)試根據(jù)設計需要，溫控器的主要技術(shù)參數(shù)在裝配時預調(diào)好，在預調(diào)的基礎上，旋轉(zhuǎn)溫控器的調(diào)節(jié)旋鈕進行進一步的細調(diào)，且可根據(jù)溫度要求進行自動控制。溫度調(diào)節(jié)旋鈕上標有“弱”、“中”、“強”或“1”、“2”、“

10、3”等數(shù)字標記字樣，如圖所示。順時針轉(zhuǎn)動，箭頭所示數(shù)字增大，表示溫度變低，“強冷”檔溫控器開關(guān)呈常閉狀態(tài)，使壓縮機連續(xù)運轉(zhuǎn)制冷，不能自動控溫。2電子式溫度控制器采用的感溫元件（傳感器）是熱敏電阻，具有負電阻溫度特性。根據(jù)惠斯登電橋原理制成，如圖是惠斯登電橋?？刂圃恚焊鶕?jù)橋式電路制成的熱敏電阻式溫度控制器，就是將惠斯登電橋的一個熱敏電阻橋路作為感溫元件，直接放在適當?shù)奈恢?，三極管的發(fā)射極和基極接在電橋的一個對角線上。當熱敏電阻受到溫度變化的影響時，其阻值就發(fā)生相應的變化。通過平衡電橋來改變通往三極管的電流，再經(jīng)放大來控制壓縮機運轉(zhuǎn)繼電器的開啟，實現(xiàn)對制冷設備的溫度控制?？刂撇糠值脑硎疽鈭D，如

11、圖所示。圖中 RT熱敏電阻，RP溫度調(diào)節(jié)電位器，K控制壓縮機起動的繼電器。特點：溫度控制范圍大（一般- 40 40），通斷溫度線性較好，感溫靈敏度較高，體積較小。二、電加熱器及除霜裝置1電加熱器常見結(jié)構(gòu)：絲狀（鎳鉻材料）、線狀（電熱絲纏繞）、管狀（電熱絲裝入銅管）和片狀（加熱絲粘在鉛箔上）等。冷暖兩用電熱型柜式空調(diào)器中的安裝位置示意圖如圖所示。一般分為化霜加熱器、防凝露加熱器、溫度補償加熱器和防凍加熱器幾種。（1）化霜加熱器直冷式電冰箱冷凍室中，電熱管直接粘貼在蒸發(fā)器表面上成為化霜加熱器。（ 2） 防凝露加熱器防止凝露。（3）溫度補償加熱器分為冷藏室低溫補償加熱器、風門溫控補償加熱器和化霜溫控

12、補償加熱器。（4）防凍加熱器雙門直冷式電冰箱中，冷凍室、冷藏室蒸發(fā)器中間連接部分設管道加熱器。雙門間冷式電冰箱化霜加熱器，如圖所示1. 蒸發(fā)器化霜加熱器 2. 風扇扇葉孔圈加熱器 3. 排水管加熱器 4. 接水盤加熱器防凍加熱器結(jié)構(gòu)如圖。1. 鋁箔 （厚度為 0.06 mm ） 2. 粘接劑 3 . 塑料外皮加熱線（2.5 mm 3.0 mm ）2除霜裝置空調(diào)除霜裝置是一個除霜控制器，結(jié)構(gòu)與溫度控制器相同，安裝在室外換熱器附近，檢測盤管周圍的空氣溫度。電冰箱的除霜方式有人工化霜、半自動化霜和全自動化霜三種。（1）人工化霜優(yōu)點：操作簡單，省電，缺點：時間不易掌握。特點：結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠；但開始

13、時，需要人工操作?；獣r間較長，箱內(nèi)溫度波動較大。冰箱半自動電加熱快速化霜電路如圖所示。（2）半自動化霜機械式半自動化霜溫控器結(jié)構(gòu)原理圖。1. 化霜按鈕 2. 溫度高低調(diào)節(jié)凸輪 3. 溫度控制板 4. 化霜平衡彈簧 5. 主架板 6. 主彈簧 7. 溫差調(diào)節(jié)螺釘 8. 快跳活動觸點 9. 固定觸點 10. 溫度范圍高低調(diào)節(jié)螺釘 11. 化霜溫度調(diào)節(jié)螺釘 12. 化霜彈簧 13. 化霜控制板 14. 傳動膜片 15. 感溫腔 16. 感溫管 17. 蒸發(fā)器（3）全自動化霜化霜過程自動定時，在化霜時使壓縮機停止運轉(zhuǎn)，同時接通化霜電熱器電路；在化霜后能自動停止化霜過程，恢復制冷壓縮機的工作。分三種方

14、式 自動循環(huán)化霜 積算式自動化霜如圖所示 全自動化霜如圖所示電路組成：一個化霜定時器和蒸發(fā)器化霜加熱器，雙金屬化霜溫控器（又稱為雙金屬片開關(guān)）和化霜超熱保護熔斷器。化霜定時器如圖所示，由轉(zhuǎn)動部分（定子、定子繞阻、轉(zhuǎn)子帶動齒輪減速箱）和開關(guān)部分（凸輪、接點板、凹輪連接部）組成。雙金屬化霜溫控器如圖?；瑹岜Ｗo熔斷器具有防止蒸發(fā)器損壞和保護電冰箱的作用，結(jié)構(gòu)如圖所示。1. 塑料外殼 2. 超熱熔斷合金 本章小結(jié)通過本章學習，應掌握如下知識點： 1用于電冰箱空調(diào)器的電動機主要有單相交流電動機和三相交流電動機。全封閉壓縮機所用電動機的技術(shù)要求有耐制冷劑及油、耐熱、耐振動和耐沖擊、起動轉(zhuǎn)矩高、對電壓波動的適應性好。安全性能上要進行絕緣電阻檢查、運行性能檢查。2單相電機起動方式有阻抗分相式、電容起動式、電容起動運行式等。常用的起動裝置有重錘式起動繼電器、PTC 起動繼電器。3電機過載過熱保護器常用的有蝶形過載過熱