電冰箱和空調器等小型製冷設備均以電動機拖動壓縮機、冷卻風扇等,因此:要求對電動機實現自動控製,並裝置良好的起動保護器件,以保證電動機正常起動及安全運行。同樹還要求自動地控製箱(庫)內溫度、融霜和製冷係統內超壓力安全保護等,以保證製冷係統正常運行。關於電氣控製係統中的電氣控製裝置,按功能不同可分為:製冷壓縮機電動機的起動和保護裝置;溫度和壓力控製裝置;融霜和防露防凍控製裝置;箱內風扇電機組和照明燈。
本章主要介紹電動機的起動、保護和箱內溫度控製裝置,還介紹一些電冰箱和空調器;的控製係統。
一、單相電動機的起動與保爐裝置
(一)起動與保護裝置的作用
為保證電冰箱和小型製冷機的單相電動機正常起動和安全運行,通常裝設各種起動繼電器,過電流、過溫升保護繼電器等。
起動繼電器的作用是使單相電動機在起動時接通起動繞組,起動繞組中電流與運行繞組中電流有一定的相位差,從而產生旋轉磁場,使電動機轉子順利起動。電機起動之後仍-由起動繼電器將起動繞組電流切斷,電機進入正常運行。
過電流、過溫升保護繼電器的作用是當壓縮機在起動或運行過程中,由於某種原因使電動機產生過載電流或過溫升時,保護電動機不致燒壞。
(二)電冰箱電動機過電流、迚溫升的原因
(1)過電流的原因
①輸入電壓偏低。導致起動繼電器吸合電流過小,觸點不能閉合,電動機不能起動,電流超過允許數值。
②輸入電壓偏高。導致流過起動繼電器電流線圈的電流高於吸合電流,觸點閉合順利起動,但起動後,電流不能及時降到繼電器釋放電流,使觸點斷開,而超過電動機正常運行電流。
③製冷係統高壓過高和製冷壓縮機質量不良。高壓過高如冷凝器冷凝效果不佳等因素造成電動機運行電流超過額定電流。壓縮機內部零件製造不良、摩擦過大或運動副間間隙過小、甚至卡死不能轉動,均會引起電動機過電流。
(2)過溫升的原因
①箱體門口封條不嚴使箱體漏熱過多。
②箱門關閉不嚴。
③溫度控製器觸點粘連。
④冷凝器歡熱通風不良等。
上述原因均使壓縮機連續運轉不停,導致過溫升現象出現。
(三)簧片拍合式起動與熱控過電流保護繼電器
也稱為單臂觸點式起動與熱控過電流保護繼電器,簡稱整體式起動保護繼電器。
在接通電源瞬間,電流流過電機公共端、電機運行繞組、繼電器電流線圈、電工純鐵架、常閉觸點、雙金屬片和電阻組件形成回路。因起動繞組未接通電機不能轉動,此時電流值約為正常運行電流值三倍以上,達到繼電器起動吸合電流,線圈產生磁場吸合銜鐵,使觸點和閉合,接通起動繞組,電動機起動運轉。一般很快即可達到額定轉速,繞組中電流迅速下降到一定值,達到繼電器釋放電流值,線圈不足以吸合銜鐵,使觸點斷開,起動繞組切除,電動機完成起動過程。
如果在起動或運轉過程中,電路出現過載電流,則熱組件發熱使雙金屬片彎曲變形,觸點斷開,從而保護電動機不致因過電流而損壞。
該繼電器為早期產品,曾一度廣泛采用,因銜鐵由簧片連接,抗震、防潮、防鏽性差,起動性能參數容易變化,可靠性低。並且隻能進行過電流保護而不能進行過溫升保護,近年來已很少使用。
目前大都使用組合式起動保護繼電器,把起動和保護分開控製,有電流線圈重力式起動繼電器和碟形雙金屬片熱控過電流過溫升雙保護繼電器。近年來又出現了用正溫度係數組件作成的起動繼電器,且研製生產了小型內埋式熱控過電流過溫升雙保護繼電器,直接埋入電動機繞組內,對電機進行保護。
(四)電流線圈重力式起動繼電器
這種繼電器安裝和使用時一定要注意位置直立,以保證觸點可靠斷開和接通。
1.工作原理
起動時,電流經起動繼電器線圈、電動機運行繞組、碟形過電流過溫升雙保護繼電器熱組件、雙金屬片和觸點,形成回路。此時電流隻流過運行繞組,電動機不轉動,電流立即增高到正常運行值三倍以上,起動繼電器線圓已有足夠電磁力將重力銜鐵向上吸動,使觸點閉合,電流接通起動繞組,電動機轉子起動運轉,一般經過0.5~2秒達到額定轉速。之後運行繞組電流下降,起動繼電器線圈的電磁力不足以吸合銜鐵,靠重力作用銜鐵落下,將觸點、斷開,切斷起動繞組電路,電動機起動完畢。
2.動作電流的確定
吸合電流應根據電動機的允許使用條件(溫度和輸入電壓)決定的觸點吸合最小電流確定。當電動機處於最高允許使用溫度時,運行繞組的阻抗最大,如果此時電壓為允許的最低輸入電壓,即壓縮機電動機處於“熱態低電壓”時,通過起動繼電器線圈電流最小,應該由此確定吸合電流,這樣在其它使用條件下,均能保證起動繼電器正常吸合。一般為了使觸點間保持一定的壓緊力,將上述電流值減小0.2A作為起動繼電器的最大吸合電流。
釋放電流是在觸點閉合後電動機的起動繞組通電,轉子轉動加速,運行繞組中電流下降過程中,當轉速接近額定轉速時,使觸點斷開的流過運行繞組的電流值。通常在電流降低約0.2秒的時間內,轉子轉速即可接近或達到額定轉速,完成電動機的起動過程。這樣,就應在電動機的允許使用條件下,找出由吸合到釋放可能產生最大電流的條件,並由此確定釋放電流的具體數值。當電動機處在允許的最低溫度下,其運行繞組的阻抗最小,此時若輸入電壓為允許的最高值,即壓縮機電動機處於“冷態高電壓”時,通過起動繼電器電流線圈的電流是最大的,在“冷態高電壓”時,測得的電流值即為起動繼電器的最小釋放電流。
(五)碟形熱保護繼電器也稱碟形熱控過電流過溫升雙保護繼電器。