[冰箱] 压缩机启动器及过载保护器

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冰箱冰柜-压缩机启动器及过载保护器

一、启动器

1.作用

启动器用于在加电瞬间接通压缩机启动绕组回路,使启动绕组有电流流过,产生与运行绕组方向不同的磁场,合成为旋转磁场,使电机转动。待电机转动后,又将电机的启动绕组断开,以便再次启动电机运转。它在压缩机上的安装位置如图1所示。

图1 冰箱冰柜-启动器、过载保护器的安装位置

 

图1 启动器、过载保护器的安装位置

2.分类

电冰箱采用的启动器主要有重锤式启动器、PTC式启动器两种。

3.构成和工作原理

(1)重锤式启动器

重锤式启动器的外形如图2所示。它由驱动线圈、重锤(衔铁)、触点、接线柱等构成,如图3所示。

图2 冰箱冰柜-重锤式启动器

图2 重锤式启动器

图3 冰箱冰柜-重锤式启动器的构成

图3 重锤式启动器的构成

图4 冰箱冰柜-重锤式启动电路

图4 重锤式启动电路

 

参见图4,接通电源后,因启动器触点是分离的,启动绕组(CS绕组)没有供电,电机无法启动,导致流过运行绕组(MC绕组)的电流较大,使启动器的驱动绕组产生较大的磁场,衔铁(重锤)被吸起,使触点闭合,接通压缩机启动绕组的供电回路,压缩机电机启动,开始运转。当压缩机运转后,运行电流下降到正常值,启动器驱动绕组产生的磁场减小,衔铁在自身重量和回复(复位)弹簧的作用下复位,切断启动绕组的供电回路,完成启动过程。

 

压缩机功率不同,配套使用的重锤式启动器的吸合和释放电流也不同。启动器的吸合和释放电流随压缩机的功率增大而增大。

(2)PTC式启动器

虽然重锤式启动器适应范围大,但触点易氧化,会引起触点接触不良,产生启动困难或不能启动的故障。为此,现在广泛采用PTC式启动器。它的外形如图5所示。

 

图5 冰箱冰柜-PTC式启动器实物示意图

图5 PTC式启动器实物示意图

图6  冰箱冰柜-PTC式启动器的构成

图6 PTC式启动器的构成

参见图6,实际上PTC式启动器是一个正温度系数的热敏电阻,它的温度低于居里点(110℃)时为低阻值状态,阻值仅为10~33Ω,且几乎不随温度变化而变化;当温度高于居里点时,它的电阻值急剧增大,阻值可达几百千欧甚至几兆欧,相当于开路。

工作原理:参见图7,接通电源的瞬间,因PTC式启动器呈现低阻状态,所以220V市电电压全部加在启动绕组上,冲击电流约为4A(运行绕组的冲击电流约为7A),使电机启动,随后启动电流使PTC元件自身发热,温度急剧升高,进入高阻状态,启动电流迅速下降到20mA左右,该电流维持PTC元件的高阻值状态,相当于切断启动绕组的供电回路。此时,电机启动过程结束。PTC元件从启动进入稳定的工作状态所需的时间约为3min,启动结束后,运行电流也降到1A左右。

PTC式启动器因无触点,所以启动时不会产生电弧,不但不会影响其他用电设备工作,而且安全可靠,但也存在不能连续启动的缺点,启动间隔时间为 3~5min,也就是只有启动器的温度下降到一定程度,使它内部的热敏电阻的阻值变为“低阻”后,才能再次为压缩机提供足够的启动电流。

图7 冰箱冰柜-PTC式启动电路

图7 PTC式启动电路

选用PTC式启动器时,应考虑压缩机功率和制冷设备种类。比如,电冰箱PTC式启动器的冷态阻值多为22Ω±4.4Ω,耐压为300V,承受电流为7A,外壳绝缘承受交流电压为1500V,维持电流最大为20mA。商用电冰柜采用的PTC式启动器的冷态阻值多为33Ω±9.9Ω。

二、过载保护器

1.作用

过载保护器全称为过载过热保护器或过热保护器。顾名思义,它就是为了防止压缩机过热、过流损坏而设置的。当压缩机运行电流正常时,过载保护器为接通状态,压缩机正常工作。当压缩机因供电异常、启动器异常等原因引起工作电流过大或工作温度过高时,过载保护器动作,切断压缩机的供电回路,压缩机停止工作,实现保护压缩机的目的。它在压缩机上的安装位置见图1。

2.分类

电冰箱采用的过载保护器主要有外置式和内藏式两种。部分老式电冰箱的启动器、过载保护器是为一体式的。常见的过载保护器实物外形如图8所示。

图8 冰箱冰柜-过载保护器实物示意图

 

图8 过载保护器实物示意图

 

3.构成和工作原理

下面以最常用的碟形热保护器为例介绍过载保护器的构成和工作原理。

参见图9,它由电阻丝、双金属片及一对常闭型触点构成。它串联于压缩机供电电路,开口端紧贴在压缩机外壳上。当电流过大时,电阻丝温度升高,烘烤双金属片使之反向弯起,使触点分离,切断压缩机的供电回路。同理,当某种原因使压缩机外壳的温度过高时,双金属片受热变形,使触点分离,切断供电电路,也会实现保护压缩机的目的。

图9 冰箱冰柜-碟形过载保护器的构成示意图

图9 碟形过载保护器的构成示意图

 

提示 压缩机功率不同,配套使用的过载保护器型号不同,接通和断开温度也不同,维修时应更换型号相同或规格相尽的过载保护器,以免失去保护功能,给压缩机带来危害。使用R600a无氟制冷剂电冰箱的过载保护器为防爆形,即内藏封闭式,且铭牌上应有黄色火苗易燃标志。

三、常见故障与检测

1.启动器常见故障与检测

(1)常见故障

启动器损坏后的故障现象主要有三个:第一个是压缩机不能启动,过载保护器动作;第二个是压缩机能够启动,但运转不久就引起过载保护器动作;第三个是有时能够启动,有时不能启动。

(2)故障原因及检测

启动器异常引起压缩机不能启动运转,并引起过载保护器动作的故障原因主要是启动器开路;启动器异常引起压缩机能启动,但工作不久,过载保护器就动作的故障原因是启动器短路;启动器异常引起压缩机有时能启动,有时不能启动的故障原因是接触不良。

检测重锤式启动器时,首先将它正置,用万用表的 R×1 挡测它的接线端子间的阻值应为无穷大,否则说明启动器短路;将启动器倒置后不仅应听到重锤下坠发出的响声,而且接线端子间的阻值应为0,否则说明启动器开路。而如果阻值时大时小,说明触点接触不良。

检测PTC式启动器时,首先查看它的外表有无开裂等异常现象,若有,说明启动器肯定损坏了。若表面正常,用万用表的R×1挡测它的接线端子间的阻值,若阻值过大,说明热敏电阻开路;若阻值过小,说明热敏电阻短路。

【方法与技巧】

若晃动PTC式启动器时,发出“哗啦”的声音,说明它内部的热敏电阻已破碎。若没有声音,在测阻值时,为启动器的表面加热后,若阻值能够迅速增大,说明热敏电阻的热敏性能正常;若阻值不能增大,说明热敏电阻性能差或短路。

2.过载保护器常见故障与检测

(1)常见故障

过载保护器损坏后的故障现象有两个:一个是开路,使压缩机不能启动;另一个是短路,失去对压缩机的保护功能。

提示 虽然过载保护器短路后,电冰箱能够正常运转,但在市电电压升高等异常情况下,容易导致压缩机损坏。

(2)检测

用万用表的R×1挡测它的接线端子间的阻值,若阻值过大,说明开路;若它在受热情况下的阻值仍然过小,说明短路。



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