Схемы электрического включения герметичных компрессоров

Схемы электрического включения герметичных компрессоров определяются типом
электродвигателя, примененного для привода компрессора, а также параметрами
питающей сети. Для привода компрессоров, предназначенных для подключения к
однофазной сети, используются асинхронные конденсаторные двигатели. Асинхронный
конденсаторный двигатель имеет на статоре две обмотки. Одну из обмоток, пусковую,
включают непосредственно в однофазную сеть, а другую, рабочую, включают через
рабочий конденсатор.
Схема включения конденсаторного двигателя с рабочей емкостью наиболее
распространена в бытовых кондиционерах (см. рис.)
1 — электродвигатель; 2 — внутренняя электрическая защита (тепловая, токовая); 3,4 —
обмотки пусковая и рабочая соответственно; Ср — конденсатор рабочий; R, С, S —
выводы обмоток; L — фаза; N — рабочий нуль.
Рабочий конденсатор создает фазовый сдвиг между токами в пусковой и рабочей
обмотках статора и остается включенным на протяжении всего периода работы двигателя.
Необходимо помнить, что измерять сопротивление обмоток электродвигателя таких
компрессоров следует после остывания компрессора. Иначе можно сделать неверный
вывод о наличии обрыва в обмотках.
Для повышения пускового момента параллельно рабочему конденсатору включают
конденсатор, называемый пусковым (см. рис.). По окончании пуска этот конденсатор
отключается.
На рисунке: 1 — компрессор; 2 — реле пусковое; 3 — реле тепловой (токовой) защиты; 4,
5 — обмотки пусковая и рабочая соответствен.но; Сп — конденсатор пусковой; Rш —
резистор шунтирующий.
Герметичные компрессоры для трехфазной сети используют в качестве привода
трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора. Для запуска
таких компрессоров применяют метод непосредственного включения электродвигателей в
сеть, который благодаря своей простоте получил наибольшее распространение для
электродвигателей компрессоров мощностью до 7,5 кВт. Однако он имеет один
существенный недостаток: в момент подключения двигателя к сети в обмотке статора
возникает большая пусковая сила тока, в 5...7 раз превышающая значение номинальной
силы тока двигателя. Значительный бросок силы тока в питающей сети может вызвать
заметное падение напряжения.
В цепи питания трехфазного двигателя, являющегося приводом ротационного,
спирального компрессоров, всегда устанавливают реле контроля чередования фаз для
предотвращения обратного вращения.
Для предотвращения автоматического повторного включения такие защиты, как токовая
защита, внутренняя тепловая защита, датчик высокого давления и т. п., включаются по
схеме с самоудержанием.
Электрические цепи подразделяются на рабочие цепи и цепи защиты. Для обеспечения
функционирования рабочих цепей предназначены: пусковое реле, пусковой конденсатор,
рабочий конденсатор, шунтирующий резистор.
Пусковое реле служит для подключения пускового конденсатора параллельно рабочему
на время запуска электродвигателя компрессора. Обмотка реле включена параллельно
вспомогательной обмотке электродвигателя, контакты реле нормально замкнуты. При
достижении 75% частоты вращения электродвигателя реле срабатывает и отключает
пусковой конденсатор.
В бытовых кондиционерах используется два типа пускового реле: тепловое и реле
напряжения. Тепловое реле реагирует на теплоту, выделяемую при прохождении тока
через провод. Эти реле снабжены двумя парами контактов для включения пусковой и
рабочей обмоток электродвигателя соответственно.
Для проверки работоспособности реле его отключают от питания и отсоединяют фазный
провод на клемме на выходе реле и соединяют его с клеммой на входе. С помощью
токовых клещей замеряют силу тока в нулевом проводе, подключенном к компрессору.
Для этого включают компрессор и немедленно отсоединяют провод на реле от входной
клеммы. Если компрессор продолжает работать, а сила тока приближается к номинальной,
то, значит, реле неисправно и его заменяют. Если компрессор работает при номинальной
силе тока, но останавливается в течение 1...2 мин, то реле неисправно и его заменяют.
Пусковое реле напряжения электромагнитного типа содержит катушку из проволоки,
намотанной на сердечник. Реле имеет нормально замкнутые контакты, которые
размыкаются при втягивании сердечника в катушку. Реле может заклинить при закрытом
или открытом положении контактов. Пусковое реле, заклинившее в закрытом положении,
осуществляет пуск электродвигателя, но защитное реле при этом часто включает и
выключает электродвигатель.
Пусковой конденсатор устанавливается в пусковой цепи и подключается параллельно
рабочему конденсатору только в момент пуска. Условием работоспособности
конденсатора служит его емкость. Если емкость меньше номинальной на 20 %, то
конденсатор следует заменить.
Рабочий конденсатор включен последовательно с рабочей обмоткой электродвигателя
компрессора. Он постоянно включен в рабочую цепь. Рабочий конденсатор повышает
КПД компрессора и создает достаточный крутящий момент для запуска электродвигателя
с постоянно расщепленной фазой. Если емкость рабочего конденсатора имеет отклонение
от номинала более чем на ±10 %, то его заменяют.
Шунтирующий резистор включается параллельно пусковому конденсатору. После запуска
компрессора пусковой конденсатор отключается и остается в заряженном состоянии. В
момент следующего включения пусковой конденсатор практически мгновенно
разряжается через контакты пускового реле и рабочий конденсатор. Наибольшим
сопротивлением в этой цепи обладают контакты пускового реле. Выделяемое на них
тепло может стать достаточным для сварки контактов. При сварке контактов пускового
реле отключение пускового конденсатора станет невозможным, что приведет к выходу его
из строя и к пробою изоляции обмотки электродвигателя. Для предотвращения столь
серьезных последствий предназначен шунтирующий резистор, на который разряжается
пусковой конденсатор после его отключения.
Защиту компрессоров кондиционеров обеспечивают цепи защиты, которые содержат
следующие элементы: реле тепловое (токовое), реле перегрузки, реле внутренней
тепловой защиты в управляющей цепи, реле тепловой защиты в цепи питания, реле
контроля чередования фаз.
Защита устанавливается на верхнюю часть герметичного корпуса компрессора (имеет
внешний вид «таблетки») и отключает компрессор при перегреве или при превышении
допустимой силы тока. Выпускаются несколько типов подобных элементов. Одни имеют
в своем составе нагреватель и биметаллическую пластину, другие содержат только
биметаллическую пластину, которая изгибается при нагревании и размыкает контакты в
электрической цепи компрессора. Нагрев происходит от корпуса компрессора или
вследствие значительной силы тока, протекающего через пластину (или нагреватель).
После остывания биметаллическая защита возвращается в исходное положение, замыкая
контакты. Реле включается в цепь асинхронного конденсаторного двигателя таким
образом, что при срабатывании отключает питание от вывода (клеммы) С, являющейся
точкой соединения рабочей и пусковой обмоток.
Токовую защиту обеспечивает реле перегрузки,
предназначенное для аварийного отключения компрессора в случае превышения
допустимой силы тока в цепи его питания. Причинами превышения силы тока могут быть
заклинивание компрессора, замыкание обмоток, низкое питающее напряжение. Защитные
реле перегрузки, монтируемые снаружи компрессора, выпускают трех модификаций: с
двумя клеммами, с тремя клеммами, с четырьмя клеммами. Для проверки реле с двумя
клеммами токовыми клещами определяют пусковую и рабочую силу тока
электродвигателя компрессора. Амперметр должен показать мгновенный скачок силы
тока, превышающий в 4...6 раз номинальный ток электродвигателя компрессора, который
затем снижается до заданной величины. Если ток не уменьшается, а отключение
электродвигателя происходит защитным реле, то оно исправно. На рис.: 1 — компрессор;
2 — реле тепловой (токовой) защиты; 3,4 — обмотки пусковая и рабочая
соответственно.
Защитные реле с тремя клеммами применяют в электрической схеме компрессора, когда
желательна защита не только рабочей, но и пусковой обмоток.
Защитные реле с четырьмя клеммами используют для защиты мощных компрессоров. Эти
реле могут быть с биметаллическим элементом или со спиралью. Они имеют два
соединения с цепью управления. Если величина силы тока, протекающего через
электродвигатель компрессора, выше номинальной, то биметаллический элемент или
спираль нагреется, цепь управления размыкается, компрессор останавливается.
Поскольку при снижении тока реле автоматически возвращается в исходное состояние, то
этот элемент включается в цепь обмотки пускателя по схеме с самоудержанием.
Реле внутренней тепловой защиты в управляющей цепи
устанавливается непосредственно на выводы обмотки трехфазного электродвигателя
компрессора (см. рис.). В качестве термочувствительного элемента используется
биметаллическая пластина. Как правило, внутренняя тепловая защита используется
вместе с токовой защитой, которая практически мгновенно реагирует на значительные
скачки тока. Внутренняя тепловая защита обладает большей инерционностью и
предназначена для предотвращения постепенного перегрева обмоток электродвигателя
при неисправностях компрессора или элементов гидравлического контура. На рис.: 1 —
электродвигатель компрессора; 2 — реле внутренней тепловой защиты; W, U, V —
выводы обмоток.
Ротационные, спиральные компрессоры предполагают вращение вала приводного
электродвигателя только в одном направлении. Для исключения ошибочного
подключения компрессора к трехфазной сети и, как следствие, обратного вращения
применяется реле контроля чередования фаз.
Реле контроля чередования фаз имеют еще одну функцию — это контроль значений всех
фазных напряжений. Допускается одновременное отклонение фазных напряжений не
более чем на 10%, а разница в значениях напряжений фаз (перекос) должна составлять
менее 5 %. Несбалансированности напряжений следует уделять особое внимание,
поскольку дисбаланс, например, в 5 % увеличивает тепловыделение на обмотках
электродвигателя на 50 %.
Устройство и принцип работы холодильника
Классический холодильник, без
системы No Frost работает
следующим образом:
1. Мотор - компрессор (1),
2.
3.
4.
5.
6.
засасывает газообразный
фреон из испарителя, сжимает
его, и через фильтр (6)
выталкивает в конденсатор (7).
В конденсаторе, нагретый в
результате сжатия фреон
остывает до комнатной
температуры и окончательно
переходит в жидкое состояние.
Жидкий фреон, находящийся
под давлением, через
отверстие капиляра (8)
попадает во внутреннюю
полость испарителя (5),
переходит в газообразное
состояние, в результате чего,
отнимает тепло от стенок
испарителя, а испаритель, в
свою очередь, охлаждает
внутреннее пространство
холодильника.
Этот процесс повторяется до
достижения заданной
терморегулятором (3)
температуры стенок
испарителя.
При достижении необходимой
температуры терморегулятор
размыкает электрическую цепь
и компрессор останавливается.
Через некоторое время,
температура в холодильнике
(за счет воздействия внешних
факторов) начинает
повышаться, контакты
терморегулятора замыкаются,
с помощью защитно-пускового
реле (2) запускается
электродвигатель мотор компрессора и весь цикл
повторяется сначала (см. пункт
1)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Мотор-компрессор
Защитно-пусковое реле
Терморегулятор
Внутренняя лампа освещения холодильника
Испаритель
Фильтр-осушитель
Конденсатор
Капиляр
Включатель лампы
Электрическое оборудование холодильников
К электрическому оборудованию бытовых холодильников относятся следующие
приборы:
• электрические нагреватели: для обогрева генератора в абсорбционных
холодильных агрегатах; для предохранения дверного проема низкотемпературной
(морозильной) камеры от выпадения конденсата (запотевания) на стенках; для
обогрева испарителя при полуавтоматическом и автоматическом удалении снежного
покрова;
• электродвигатель компрессора (это относится к компрессионным холодильникам);
• проходные герметичные контакты для соединения обмоток электродвигателя с
внешней электропроводкой холодильника через стенку кожуха мотор-компрессора;
• осветительная аппаратура, предназначенная для освещения холодильной камеры;
• вентиляторы: для обдува конденсатора холодильного агрегата воздухом (при
использовании в холодильниках конденсаторов с принудительным охлаждением) и
для принудительной циркуляции воздуха в камерах холодильников.
К приборам автоматики бытовых холодильников относятся:
• датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания заданной
температуры в холодильной или низкотемпературной камере бытовых
холодильников;
• пусковое реле для автоматического включения пусковой обмотки электродвигателя
при запуске;
• защитное реле для предохранения обмоток электродвигателя от токов перегрузки;
• приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок испарителя
Электрическая схема холодильника и принцип ее работы.
При подаче напряжения
электрический ток проходит через
замкнутые контакты
терморегулятора (3), кнопки
размораживания (10), реле тепловой
защиты (11), катушку пускового реле
(контакты пускового реле12.2 пока
разомкнуты) и рабочую обмотку
электродвигателя моторкомпрессора.
Поскольку двигатель пока не
вращается, ток протекающий через
рабочую обмотку мотор-компрессора
в несколько раз превышает
номинальный, пусковое реле (12)
1 - электродвигатель мотор-компрессора
устроено таким образом, что при
1.1 - рабочая обмотка
превышении номинального
значения тока замыкаются контакты 1.2 - пусковая обмотка
(12.2), к цепи подключается пусковая 3 - контакты терморегулятора
обмотка электродвигателя. Двигатель 10 - кнопка размораживания
начинает вращаться, ток в рабочей
11 - реле защиты
обмотке снижается, контакты
11.1 - биметаллическая пластина
пускового реле размыкаются и
11.2 - контакты реле
двигатель продолжает работать в
12 - пусковое реле
нормальном режиме.
12.1 - катушка реле
Когда стенки испарителя охладятся
12.2 - контакты реле
до установленного на
Примечания:
терморегуляторе значения, контакты
Конструктивно элементы электросхемы холодильника
(3) разомкнуться и электродвигатель
могут выполняться в разных вариантах. Могут быть
мотор-компрессора остановиться.
совмещены в одном корпусе пусковое и защитное реле,
С течением времени температура
может отсутствовать кнопка принудительной оттайки,
внутри холодильника повышается,
могут присутствовать дополнительные электронные
контакты терморегулятора
замыкаются и весь цикл повторяется компоненты и индикаторы, но принцип работы
компрессорного холодильника без системы no frost в
заново.
целом описывается приведенной схемой.
Реле защиты предназначено для
отключения двигателя при опасном
повышении силы тока. С одной
стороны оно защищает двигатель от
перегрева и поломки, а с другой Вашу квартиру от пожара.
Реле состоит из биметаллической
пластины (11.1), которая при
повышении температуры изгибается
и размыкает контакты (11.2), после
остывания биметаллической
пластины контакты снова
замыкаются.