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1、 第六章电冰箱的电气与控制 本章要点 电动机性能要求 单相电动机启动绕组和运行绕组的判别 单相电动机的启动方式 特点 用途 单相电动机的启动元件的工作原理及应用特点 电动机的保护装置的工作原理及应用特点 温控器的作用 结构形式及工作原理 几种化霜方式各自的工作原理 各种控制线路的工作原理 本章教学要求1 了解电冰箱元器件结构及工作原理2 会判断电冰箱元器件的好坏及接线3 能正确识读电冰箱电气控制线路及工作原理重点和难点1 电冰箱元器件结构及工作原理2 电冰箱元器件的好坏及接线 第一节压缩机中的电动机 一 电动机性能要求1 必须具有良好的化学稳定性 并且具有良好的耐制冷剂 耐冷冻油的特性 2 电
2、动机的启动转矩要大 并且能够在超载时运转正常 能适应一定范围的电压波动和频繁启动的要求 3 为了提高设备的制冷能力 要求电动机具有较高的效率 4 电动机的绕组线圈及绝缘材料能够具有抗高温 抗老化的性能 5 电动机的电磁线圈具有一定的机械强度 能够耐震动 耐冲击 第一节压缩机中的电动机 二 单相电动机单相电动机采用单相交流电源作为动力 为了使单相电动机旋转 一般采用在主绕组之外再增加一个启动绕组的方法 即在定子上装有两组绕组 两个绕组并联 A 一个是主绕组或称为运行绕组 线径粗 匝数多 电阻小 电感阻抗大 B 另一个是副绕组或称为启动绕组 线径细 匝数少 电阻大 启动时 两个绕组都参与工作 当电
3、动机启动旋转后 切断启动绕组 则由运行绕组继续维持电动机旋转 三 三相电动机三相电动机以三相交流电作为电力源 开启式 半封闭式的压缩机多采用三相电动机 其输出功率一般在1 5kW以上 当电动机定子绕组有三相交流电接入时 三个定子绕组的电流在每个瞬间都在发生变化 这就形成了一个变化的磁场 旋转磁场 转子在磁场的作用下产生感应电流 形成转子磁场 转子就转动起来 三相电动机的接线方法有星形和三角形 三相电动机的启动转矩大 效率和功率因数也较高 一般都不需要启动电容或起动继电器 第二节单向电动机的启动与保护装置一 单相电动机启动方式 二 单相电动机的启动元件 启动继电器的作用 启动时接通启动绕组的电源
4、 运行时切断电源 1 电流继电器电流继电器分重锤式和弹力式两种 重锤式电流继电器的优点是体积小 可靠性强 但当电压波动较大时 容易因触点接触不良或粘连而引起电机故障或损坏 2 PTC启动器又称半导体启动器 是一种具有正温度系数的热敏电阻器件 优点 没有触点 可靠性好 无噪声 成本低 寿命长 对电压波动的适应性强 但由于PTC元件的热惯性 必须等待其温度将之临界温度一下时才能重新启动 三 电动机的保护 电动机的保护装置主要指过载过热保护器 其作用 当过电流 过热时能切断电源 使电动机不会被烧毁 常用的保护装置有双金属碟形保护器和内埋式保护器 1 碟形保护器结构如图 正常情况下 触点为常闭导通状态
5、 当过电流或过热一定时间时 双金属片受热相上拱起 使触点断开切断电源 2 内埋式保护器这种保护器置于压缩机壳内 埋装在电动机的定子绕组中 其对电机的过热保护作用好 但当发生故障时 检修比较困难 四 启动与保护的组合装置目前 电冰箱普遍采用的时启动器与保护器合为一体的组合装置 第三节温度控制器 在电冰箱中控制温度变化的装置 称为温度控制器 简称温控器 其作用是根据电冰箱对使用温度的要求 使箱内温度保持在设定的温度范围内 常用的温控器有两种 压力式温控器和热敏电阻式温控器 一 温度控制器的工作原理1 压力式温度控制器这种温控器是利用气体或液体在温度作用下的膨涨和收缩来推动触点 达到电路的接通与切断
6、 压力式温度控制器的工作原理如图 它是有感温元件 感温管 感温包 毛细管 波纹管 或弹性金属莫片 和一组微动开关组成 注意 温度范围和温差的调节 2 热敏电阻式温控器它是利用热敏电阻的负温度系数特性 温度越低 电阻越大 与平衡电桥相配合来控制箱内温度 通过调节电位器的阻值 调节箱内温度 二 温控器的几种结构形式1 普通温度控制器结构如图 这种温控器只有控温功能 没有除霜装置 2 化霜复合型温控器也称半自动化霜温控器 结构如图 直冷式电冰箱多采用这种形式 3 定温复位型温控器多用于双门直冷式电冰箱 结构也普通型温控器大体相同 感温元件通常装在冷藏室的蒸发器上 停点温度由调节旋钮设定 但开机温度总
7、是在温度上升至5摄氏度左右 因此冷藏室蒸发器总能保持无霜状态 是一种最简单的自动除霜方法 4 风门温度控制器这种温控器主要应用于双门间冷式无霜电冰箱冷藏室的温度控制 它与冷冻室温控器相配合 可以对冷藏室 冷冻室的温度分别进行控制 其由波纹管 感温元件 平衡弹簧及风门调节钮等组成 工作原理与压力式温控器一样 也是利用感温剂压力随温度变化的特性 第四节除霜装置与照明电路 电冰箱使用时 箱内的水蒸气在降温过程中会逐渐凝结在温度低于0 的蒸发器表面 形成 霜雪 霜是热的不良导体 应及时将霜融化掉 电冰箱除霜的方式主要有三种 一 人工化霜仅用于单门或不带加热器化霜的双门直冷式电冰箱 化霜时 调节温控器旋
8、钮至停机点或拔掉电源插头 控制压缩机的停机时间同时观察蒸发器霜层的融化情况 这种方法操作简单但不很方便 二 半自动化霜目前单门电冰箱大多具有半自动化霜功能 化霜时 将化霜按钮按下 压缩机就会停止运转 当霜层全部融化后 蒸发器表面的温度约为4 6 时 化霜按钮就会自动跳起 压缩机恢复运行 温控器也恢复了原来对箱内温度的控制 半自动化霜温控器在结构上与压力式温控器大体相同 其工作原理如图6 10所示 三 自动化霜1 基本自动化霜控制这是最初的自动化霜方法 如图6 11所示 它是将一个简单的化霜定时器接在温控器前 活动触点一般调定每隔12h或24h切断压缩机电路 接通 化霜加热器电路大约30min后
9、 触点跳回原位置 将压缩机启动 化霜电路断开 压缩机恢复制冷运行 2 积算式 自动化霜控制这种方法主要是为了克服基本自动化霜控制的弊病 并根据箱内霜层的厚度来定时化霜 3 全自动化霜控制全自动化霜控制是目前比较完善的一种化霜方法 其控制电路如图6 13所示 与前述两种控制方式不同的是增加了双金属化霜温控器和化霜超热保护熔断器 电路中的化霜定时器触点动作时间调定每隔8小时动作一次 防止化霜过热损坏电冰箱 当蒸发器被加热到65 时 化霜过热保护熔断器就会将熔丝熔断 起到保护作用 四 照明电路电冰箱的照明灯一般安装在冷藏箱的箱内右侧壁上 灯开关的位置要使电冰箱的门开时接通照明灯 门关后则熄灭 功率在
10、15W以下 在无霜电冰箱中 门开关还兼有控制风扇电机的作用 即打开箱门时时风扇电机瞬间停止运转 关门后恢复运行 第四节电冰箱的电气控制系统 一 直冷式单门电冰箱电路1 重锤式启动器冰箱的电气电路 2 PTC启动式冰箱的电气电路一些冰箱中使用的PTC启动器进行启动 电路如图所示 启动方式为电阻分相式启动 内埋式热保护继电器串联在电动机电路中 PTC启动器串联在启动绕组上 在常温下PTC元件的电阻值只有20 左右 不影响电动机的启动 由于电动机启动电流很大 PTC元件在大电流的作用下 温度迅速上升 至一定温度如100 后 PTC元件的电阻值升到几十k 这时PTC元件相当于开路 使电动机启动绕组脱离
11、工作 当温度下降到70 以下时恢复低阻状态 为下次启动作准备 二 直冷式双门电冰箱电路 该电路采用定温复位型温控器 温控器直接控制冷藏室温度 间接控制冷冻室温度 不论停机温度的高低 当冷藏室蒸发器温度达到 5 左右时 才复位开机 电路特点是在温控器触点两端并联接入化霜电热器 根据开停周期进行自动化霜 当温控器触点闭合时 电热器被短路 压缩机正常运转 制冷过程开始 当温控器触点断开时 电流即通过电热器 压缩机电动机回路进行化霜 电热器一般为10 15W 电阻值比压缩机电动机阻抗值大数百倍 电动机绕组分压很小 近似地可看成是电热器的线路 这样 当压缩机每开停一次 即自动化霜一次 使冷藏室和蒸发器常
12、处于无霜状态 三 间冷式双门全自动化霜电冰箱电路 其工作原理是 在接通电源后 由于除霜计时器的转换开关a b是连通的 从而将压缩机电动机的起动与保护电路接人电源 压缩机开始运转 冰箱开始制冷 同时除霜计时器的时钟电动机 除霜和排水加热器及熔丝也接人电路 但由于时钟电动机的电阻远大于加热器的并联电阻 故两个加热器并不加热 时钟电动机与压缩电动机同步运转 冰箱处于制冷状态 当压缩机累计运行达8h时 化霜计时器的转换开关a b就会断开 压缩机电动机和风扇电动机停止运转 而a c接通 同时由于除霜温控器处于接通状态 从而将时钟电动机短路 使加热器接通加热 尽而除霜并将霜水排出 当蒸发器表面的凝霜全部融
13、化后 除霜温控器断开 而将时钟电动机重新接人电路 约2min后转换开关a b重新接通 a c断开 压缩机又起动运转 重新开始制冷 当蒸发器表面温度降到一定值时 约 5 5 C 除霜温控器的触点复位闭合 为下一次化霜做准备 课后作业 1 对电动机的启动转矩有什么要求 2 常用的单向电动机有几种启动方式 3 重锤式电流继电器有什么优缺点 4 什么是PTC启动器 5 电动机保护装置的作用是什么 6 除霜保护器的作用是什么 7 试述单相电动机的启动方法 8 简述PTC启动器启动过程 9 简述压力式温控器工作原理 11 对冰箱电动机的性能有什么特殊要求 12 简述自动化霜的三种控制方法 13 简述风门温控器的原理和工作过程 14 叙述全自动化霜控制过程
