МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
"Ивановский государственный политехнический университет"
Кафедра технологических машин и оборудования
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ПРИБОРОВ АВТОМАТИКИ ХОЛОДИЛЬНИКОВ КОМПРЕССИОННОГО ТИПА
Методические указания к лабораторному практикуму
для студентов направлений подготовки 151000 Технологические машины
и оборудование и 100100 Сервис
дневной и заочной форм обучения
Иваново 2016
В методических указаниях представлены устройство и принцип работы электрооборудования, используемого в компрессионных бытовых холодильниках. Приведены схемы и описание экспериментального оборудования.
Данные методические указания рекомендованы к использованию при изучении студентами дисциплины «Бытовые машины и приборы».
Составители: д-р техн. наук, проф.
канд. техн. наук, доц.
канд. техн. наук, доц.
Рецензент канд. техн. наук, доц.
 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ПРИБОРОВ АВТОМАТИКИ ХОЛОДИЛЬНИКОВ КОМПРЕССИОННОГО ТИПА
Цель работы
· Изучение электрических схем и электрооборудования холодильников.
· Ознакомление с устройством и принципом работы приборов автоматики холодильников.
Оборудование и приборы
· Стенд СТ-2.
· Комплект измерительных приборов К-50.
· Приборы автоматики и электрооборудование холодильника.
Теоретические сведения
К электрическому оборудованию бытовых компрессионных холодильников относятся следующие приборы:
· электрические нагреватели – для предохранения дверного проема низкотемпературной (морозильной) камеры от выпадения конденсата (запотевания) на его стенках; для обогрева испарителя при полуавтоматическом и автоматическом удалении снежного покрова;
· электродвигатель компрессора;
· проходные герметичные контакты - для соединения обмоток электродвигателя с внешней электропроводкой холодильника через стенку кожуха 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 холодильника.
К приборам автоматики бытовых компрессионных холодильников относятся:
· датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания заданной температуры в холодильной или низкотемпературной камере (отделении);
· 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.
Электродвигатель
Привод герметичных компрессоров бытовых холодильников и морозильников осуществляется с помощью однофазных асинхронных встроенных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Статор электродвигателя размещен на одном валу с компрессором и состоит из пакета, собранного из отдельных стальных пластин, а также рабочей и пусковой обмоток, расположенных секциями в пазах пакета. Ротор электродвигателя состоит из сердечника, собранного из отдельных стальных пластин, пазы которого залиты алюминиевым сплавом, образующим с обеих сторон проводники, накоротко замкнутые кольцами.
Электродвигатели выпускают на номинальное напряжение 127 или 220 В с допустимым отклонением напряжения ±10...15%. Мощность электродвигателя составляет 60; 90; 120; 150 и 180 Вт, частота вращения вала – 25 с–1 (1500 мин–1) и 50 с–1 (3000 мин–1). Обмотка статора электродвигателей работает в среде хладагента и масла.
В бытовых холодильниках применяют электродвигатели ЭД, ЭД-21, ЭД-23, ЭДП-24, ЭДП-125, ДХМ-2-75, ДХМ-2-90, ДХМ-2-120, ДХМ-5, ДАО-130-120, ДАО-131-120 и др.
Технические характеристики однофазных асинхронных электродвигателей приведены в табл. П 2.
Коэффициент полезного действия электродвигателя при номинальной мощности 60 Вт составляет 0,6 (частота вращения 25 с–1 и 50 с–1), при 90 Вт – 0,64 (частота вращения 50 с–1) и 0,62 (частота вращения 25 с–1), при 120 Вт – 0,68 (частота вращения 50 с–1) и 0,64 (частота вращения 25 с–1).
Для пуска электродвигателей и защиты их в аварийных режимах применяют пускозащитную аппаратуру.
Пускозащитное реле
Цикличная работа холодильного агрегата в домашнем холодильнике с многократным запуском двига– 200 циклов в сутки), а также работа двигателя в герметично заваренном кожухе требуют применения автоматики для своевременного включения и отключения пусковой обмотки и надежной защиты обмоток двигателя от перегрева. В герметичных холодильных агрегатах для этой цели служат пусковое и защитное реле токового типа, конструктивно объединенные в одном корпусе. Такие реле называют пускозащитными.
Пусковое реле состоит (рис. 1) из соленоидной катушки 1, якоря (сердечника катушки) 2, подвижных 3 и неподвижных 4 контактов, которые нормально (свободно от принудительного воздействия) находятся в разомкнутом положении.
Рис. 1. Пусковое реле
Соленоидная катушка включена последовательно в цепь рабочей обмотки двигателя. К неподвижному контакту подведен конец пусковой обмотки.
Рассмотрим процесс запуска электродвигателя компрессора на примере электрической схемы холодильника с пускозащитным реле (рис. 2).
Рис. 2. Электрическая схема холодильника с пускозащитным реле:
Л – лампа освещения холодильной камеры; КТР – контакты терморегулятора; ПО – пусковая обмотка; РО – рабочая обмотка; Р – ротор электродвигателя; ПР – пусковое реле; ЗР – защитное реле
При включении рабочей обмотки в сеть по катушке реле проходит большой ток короткого замыкания, при этом ротор останется неподвижным. Под действием большого тока образующийся магнитный поток притягивает якорь, в результате чего подвижные контакты замкнутся с неподвижными. Пусковая обмотка окажется включенной в сеть параллельно рабочей. Начнет вращаться ротор. По мере разгона ротора ток в рабочей обмотке и катушке соленоида уменьшится, напряженность магнитного поля снизится, и якорь возвратится в свое первоначальное положение. Контакты реле разомкнутся, и пусковая обмотка отключится.
В справочной и учебной литературе электрические схемы чаще всего приводятся со стандартными обозначениями составляющих элементов. Электрическая схема холодильника будет выглядеть в этом случае следующим образом (рис. 3).
Рис. 3. Электрическая схема холодильника: КЛ – контакты включения лампы освещения; Л – лампа освещения холодильной камеры; КТР – контакты терморегулятора; ПО – пусковая обмотка; РО – рабочая обмотка; Р – ротор электродвигателя; ПР – пусковое реле; ЗР – защитное реле
Нормальный запуск двигателя при помощи пускового реле может быть обеспечен при условии соответствия токовых характеристик двигателя и реле.
Рассмотрим изменение тока, происходящее в цепи двигателя при его запуске без реле, на примере запуска двигателя типа ДХМ (рис. 4).
Запуск двигателя начинается с момента включения в сеть рабочей обмотки (точка 0). С этого мгновения ток в цепи рабочей обмотки возрастает от нуля до предельной величины (прямая I), соответствующей току короткого замыкания рабочей обмотки, ибо ротор остается неподвижным.
Так как ток короткого замыкания рабочей обмотки примерно в 4 раза больше рабочего тока (прямая IV), длительная задержка разгона ротора может привести к ее выходу из строя. Поэтому пусковая обмотка должна быть включена сразу же после включения рабочей обмотки.
При включении пусковой обмотки (точка 1) в первое мгновение, когда ротор еще продолжает оставаться неподвижным, ток резко возрастает до величины, соответствующей суммарному току короткого замыкания рабочей и пусковой обмоток (прямая II). С момента разгона ротора (точка 2) ток начинает снижаться и, пока пусковая обмотка будет оставаться включенной, достигнет величины, соответствующей току рабочей обмотки при работе двигателя на двух обмотках (прямая III).
Рис. 4. График изменения тока при запуске двигателя: I – ток короткого замыкания рабочей обмотки; II – суммарный ток короткого замыкания рабочей и пусковой обмоток; III – ток рабочей обмотки при работе двигателя на двух обмотках; IV – ток рабочей обмотки при отключении пусковой обмотки
Если пусковую обмотку быстро не отключить, то она выйдет из строя, так как не рассчитана на продолжительное включение.
При отключении пусковой обмотки (точка 3) ток снизится до величины, соответствующей рабочему току в точке 4. На этом запуск двигателя заканчивается.
Работа двигателя в герметичном агрегате требует надежной защиты от перегрева. Перегрев обмоток может произойти при повышении силы тока или температуры компрессора и двигателя в результате перегрузок или плохого отвода тепла в окружающую среду. Основным условием эффективной защиты от перегрева является своевременное отключение обмотки.
Различают токовые и токово-тепловые защитные реле. Реле токового типа реагирует на температуру обмотки, повышающуюся при увеличении силы тока. Токово-тепловые реле реагируют также и на температуру нагрева обмотки, повышающуюся вследствие влияния внешнего тепла, независимо от силы тока.
Чувствительным органом защитного реле (рис. 5), реагирующим на изменение температуры, является биметаллическая пластина 2. Она состоит из двух сваренных по толщине пластинок из разных металлов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения. При повышении температуры один металл стремится удлиниться, другой препятствует этому, и пластинка изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. Плоский или спиральный нагревательный элемент 1 включен последовательно в цепь рабочей обмотки двигателя, так что при включении пусковой обмотки через них проходит суммарный ток обоих обмоток (рис. 3). При нормальном рабочем токе выделяющееся тепло не оказывает воздействия на биметаллическую пластину и контакты находятся в замкнутом положении. При повышении тока сверх допустимого биметаллическая пластина нагревается настолько, что изгибается и контакты размыкаются, разорвав цепь питания двигателя. После остывания пластинка займет первоначальное положение, и контакты вновь замкнутся.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
