制冷設(shè)備電器及控制電路教案

1、第四章 制冷設(shè)備電器及控制電路 【教學(xué)目標(biāo)】 1.知道電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和保護(hù)裝置。3.溫度控制器、電加熱器及除霜裝置。 【教學(xué)重點(diǎn)】 電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和保護(hù)裝置。 【教學(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時(shí)安排】2學(xué)時(shí)?！窘虒W(xué)過程】新課 第一節(jié) 電動(dòng)機(jī) 一、單相交流異步電動(dòng)機(jī) 單相異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：制造方便、成本低廉、運(yùn)行可靠、檢修容易、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在電冰箱、空調(diào)器等電氣中。 （1）基本結(jié)構(gòu)兩個(gè)基本的部分組成，定子部分和轉(zhuǎn)子部分。圖示制冷設(shè)備壓縮機(jī)內(nèi)所用的電動(dòng)機(jī)外形。（2）工作原理異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子所以能夠旋轉(zhuǎn)是由于旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

2、結(jié)果。 旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)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(dòng)磁場在單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通以單相交流電流，會(huì)產(chǎn)生磁場，磁場的磁通 F 在時(shí)間上按正弦變化，如圖所示。它是一個(gè)正弦脈動(dòng)磁場，磁場的軸線在空間上固定不轉(zhuǎn)?？梢暈閮蓚€(gè)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(gè)旋轉(zhuǎn)磁場的磁道是恒定的，均等于脈動(dòng)磁場磁通最大值的 1/2，即如圖所示。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不能自行起動(dòng)，需要一個(gè)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(dòng)。 分相式單相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場為了使電動(dòng)機(jī)能自行起動(dòng)，可以在這種電動(dòng)機(jī)的定子繞組（或叫運(yùn)行繞組）的中間加嵌一個(gè)起動(dòng)繞組，使

3、起動(dòng)繞組與工作繞組在定子上有 90°的空間角度。起動(dòng)繞組通過一個(gè)起動(dòng)繼電器與運(yùn)行繞組并聯(lián)再接入單相交流電源，則單相電動(dòng)機(jī)就能自行起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的 75% 左右時(shí)，起動(dòng)繼電器把起動(dòng)繞組電路切斷，而后電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 單相異步電動(dòng)機(jī)類型限抗分相起動(dòng)式 RSIR電容啟動(dòng)式 CSIR電容運(yùn)轉(zhuǎn)式 PSC 電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式 CSR 電容半導(dǎo)體并聯(lián)起動(dòng)式 PAS罩極式二、全封閉壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求電動(dòng)機(jī)技術(shù)要求：1耐制冷劑和潤滑油2振動(dòng)及沖擊3耐高溫4起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)性能好5對(duì)電壓波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)6具有專用接線引柱 第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和保護(hù)裝置 一、起動(dòng)繼電器起動(dòng)繼電器：單相電動(dòng)機(jī)電路

4、中，控制起動(dòng)繞組通電和斷電的器件。起動(dòng)繼電器的形式：重錘式起動(dòng)繼電器、PTC 起動(dòng)繼電器和電容起動(dòng)繼電器。1重錘式起動(dòng)繼電器組成：屬電流式起動(dòng)繼電器，由電流線圈、重錘銜鐵、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、T 形架和絕緣殼體等組成。 重錘式起動(dòng)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(dòng)觸電 12. 大焊片 13. 靜觸點(diǎn)14. T形架 15. 靜觸點(diǎn) 16. 動(dòng)觸點(diǎn) 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(hù)裝置 4. 電動(dòng)機(jī) 5. 溫控器工作過程：吸合電流和釋放電流，圖中的A、B 兩點(diǎn)。接通電源瞬間，運(yùn)行繞組和繼電器的電流線圈接入，產(chǎn)生較大起動(dòng)電流。隨著起動(dòng)電流逐漸增大，超過起動(dòng)繼電器吸合電流“A”點(diǎn)時(shí)，磁力線圈產(chǎn)生足夠的磁力吸動(dòng)重錘銜鐵，帶動(dòng)T形架上移，起動(dòng)繼電器的動(dòng)、靜觸點(diǎn)閉合，接通起動(dòng)繞組的電路。當(dāng)兩個(gè)繞組通電后，使定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩開始旋轉(zhuǎn)。而運(yùn)行繞組中的電流隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的 70% 80 %時(shí)，運(yùn)行繞組中的電流降到起動(dòng)繼電器釋放電流值“B”點(diǎn)以下，起動(dòng)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(fù)位，繼電器的動(dòng)、靜觸點(diǎn)被斷開，起動(dòng)繞組從電路中斷開而不工作。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可連續(xù)起動(dòng)、可靠性好，但可調(diào)性差，電源電壓波動(dòng)較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)不釋放或接觸不良等造成觸點(diǎn)燒損。2PTC 起動(dòng)繼電器PTC 是正溫度系數(shù)熱敏電阻又稱為半導(dǎo)體起動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 外形圖PTC 起動(dòng)特性：正常室溫下電阻值很小，開始施加電壓時(shí)通過大電流元件發(fā)熱，溫度上升電阻值急劇增加。當(dāng)達(dá)到臨界溫度（居里點(diǎn)或臨界點(diǎn)）電阻值會(huì)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(diǎn)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(dòng)繼電器的工作原理如

7、圖。特點(diǎn)：成本低、結(jié)構(gòu)簡單、壓縮機(jī)的匹配范圍廣、對(duì)電壓波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)。起動(dòng)時(shí)無噪聲、無電弧、無磨損，耐振動(dòng)、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(dòng)。 二、保護(hù)裝置是壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的安全保護(hù)裝置，按功能可分為過電流保護(hù)器和過熱保護(hù)器。按結(jié)構(gòu)可分為以雙金屬片制成的條形或碟形保護(hù)器和 PTC 保護(hù)器。1碟形過載保護(hù)器具有過電流保護(hù)及過熱保護(hù)雙重功能，與起動(dòng)繼電器組合在一起。組成：碟形雙金屬片、動(dòng)、靜觸點(diǎn)、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(dāng)電動(dòng)機(jī)電流過大時(shí)，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(dòng)、靜觸點(diǎn)斷開

8、，切斷電源，起到對(duì)過載電流的保護(hù)作用。斷電后雙金屬片溫度下降，恢復(fù)正常位置，觸點(diǎn)閉合，使電源接通。當(dāng)電流正常，而壓縮機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)時(shí)間過長，電動(dòng)機(jī)繞組溫度升高，致使壓縮機(jī)殼溫也隨之過高，至少達(dá) 90 時(shí)，碟形雙金屬片也同樣會(huì)受熱彎曲變形而切斷電源。當(dāng)機(jī)殼溫度下降后，雙金屬片恢復(fù)正常位置，使觸點(diǎn)閉合，接通電源，壓縮機(jī)重新起動(dòng)運(yùn)行，從而起到對(duì)電動(dòng)機(jī)過熱的保護(hù)作用。所以過載保護(hù)器有過電流和過溫升兩種保護(hù)功能。2內(nèi)埋式過載保護(hù)器結(jié)構(gòu)如圖：將其裝在電動(dòng)機(jī)的定子繞阻中，直接感受電動(dòng)機(jī)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(hù)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(shè)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(yùn)行，控溫過程如圖所示。1機(jī)械式溫度控制器特點(diǎn)：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(xì)管和波動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)。工作原理如圖。（2）機(jī)械式溫控器類型普通型、半自動(dòng)化霜型、定溫復(fù)位型和風(fēng)門溫控型。（3）機(jī)械式溫控器的調(diào)試根據(jù)設(shè)計(jì)需要，溫控器的主要技術(shù)參數(shù)在裝配時(shí)預(yù)調(diào)好，在預(yù)調(diào)的基礎(chǔ)上，旋轉(zhuǎn)溫控器的調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)調(diào)，且可根據(jù)溫度要求進(jìn)行自動(dòng)控制。溫度調(diào)節(jié)旋鈕上標(biāo)有“弱”、“中”、“強(qiáng)”或“1”、“2”、“

10、3”等數(shù)字標(biāo)記字樣，如圖所示。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，箭頭所示數(shù)字增大，表示溫度變低，“強(qiáng)冷”檔溫控器開關(guān)呈常閉狀態(tài)，使壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)制冷，不能自動(dòng)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(fù)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(gè)熱敏電阻橋路作為感溫元件，直接放在適當(dāng)?shù)奈恢茫龢O管的發(fā)射極和基極接在電橋的一個(gè)對(duì)角線上。當(dāng)熱敏電阻受到溫度變化的影響時(shí)，其阻值就發(fā)生相應(yīng)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)繼電器的開啟，實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷設(shè)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(jī)起動(dòng)的繼電器。特點(diǎn)：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(bǔ)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(bǔ)償加熱器分為冷藏室低溫補(bǔ)償加熱器、風(fēng)門溫控補(bǔ)償加熱器和化霜溫控

12、補(bǔ)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(shè)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(fēng)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(gè)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(dòng)化霜和全自動(dòng)化霜三種。（1）人工化霜優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，省電，缺點(diǎn)：時(shí)間不易掌握。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠；但開始

13、時(shí)，需要人工操作?；獣r(shí)間較長，箱內(nèi)溫度波動(dòng)較大。冰箱半自動(dòng)電加熱快速化霜電路如圖所示。（2）半自動(dòng)化霜機(jī)械式半自動(dòng)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(dòng)觸點(diǎn) 9. 固定觸點(diǎn) 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(dòng)膜片 15. 感溫腔 16. 感溫管 17. 蒸發(fā)器（3）全自動(dòng)化霜化霜過程自動(dòng)定時(shí)，在化霜時(shí)使壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)接通化霜電熱器電路；在化霜后能自動(dòng)停止化霜過程，恢復(fù)制冷壓縮機(jī)的工作。分三種方

14、式 自動(dòng)循環(huán)化霜 積算式自動(dòng)化霜如圖所示 全自動(dòng)化霜如圖所示電路組成：一個(gè)化霜定時(shí)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(hù)熔斷器。化霜定時(shí)器如圖所示，由轉(zhuǎn)動(dòng)部分（定子、定子繞阻、轉(zhuǎn)子帶動(dòng)齒輪減速箱）和開關(guān)部分（凸輪、接點(diǎn)板、凹輪連接部）組成。雙金屬化霜溫控器如圖?；瑹岜Ｗo(hù)熔斷器具有防止蒸發(fā)器損壞和保護(hù)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(xué)習(xí)，應(yīng)掌握如下知識(shí)點(diǎn)： 1用于電冰箱空調(diào)器的電動(dòng)機(jī)主要有單相交流電動(dòng)機(jī)和三相交流電動(dòng)機(jī)。全封閉壓縮機(jī)所用電動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求有耐制冷劑及油、耐熱、耐振動(dòng)和耐沖擊、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、對(duì)電壓波動(dòng)的適應(yīng)性好。安全性能上要進(jìn)行絕緣電阻檢查、運(yùn)行性能檢查。2單相電機(jī)起動(dòng)方式有阻抗分相式、電容起動(dòng)式、電容起動(dòng)運(yùn)行式等。常用的起動(dòng)裝置有重錘式起動(dòng)繼電器、PTC 起動(dòng)繼電器。3電機(jī)過載過熱保護(hù)器常用的有蝶形過載過熱