摘自制冷与空调电气装置.doc

摘自制冷与空调电气装置三相交流鼠笼式电动机电气控制线路鼠笼式电动机结构简单，价格便宜，坚固耐用，所以应用最广。客车空调机组电动机容量较小，都采用直接起动的控制方式。客车空调机组通风机应能根据需要变速运行，现采用变极调速的控制方法。空调发电车上的柴油机冷却风机电动机功率较大，有的需要采用降压起动，通常采用Y换接降压起动的控制方式。 一 、三相交流异步电动机双速控制线路三相交流异步电动机转速的表达式： n=n0（1-s）=60f（1-s）/P式中 n0电动机同步转速；f电源频率；P电动机磁极对数；S电动机的转差率。可见改变三相交流异步电动机的转速有如下几种方法：（1） 改变定子绕组的极对数P；（2） 改变供电电源频率f；（3） 改变电动机的转差率s；目前，我国空调客车通风机电动机采用变极调速的方法来改变电动机的转速。1变极调速原理空调客车单元式空调机组电动机采用双速电动机拖动。变更电动机定子绕组的/YY接法，就改变了极对数，电动机就具有不同的转速。 接法时，电动机低速运转；YY接法时，电动机高速运转。2双速异步电动机控制电路图所示为一客车空调机组的通风机双速异步电动机电气控制线路。二、Y起动自动切换接控制线路如果电动机所接电网的容量不够大，不允许直接起动时，可采用降低外加电压的方法来减小起动电流。Y起动就是一种常用的电动机降压起动控制方法。如果电动机在正常运行时定子绕组作三角形连接，电动机每相绕组上的额定电压为380V,则起动先把它接成星形连接，使每相绕组上的电压降至额定电压1/的，即由380V降至220V，因而线电流为三角形接法的1/。待转速升高后，再接成三角形接法，使它在额定电压下运转。由于异步电动机的起动转矩与电压平方成正比，所以用这种起动方法时，其起动转矩只有全压起动的1/3。因此，这种起动方法一般只适用于空载或轻载起动的场合。如果压缩机电动机采用Y降压起动，为了能可靠起动，压缩机应设有卸载装置，使其卸载起动。Y换接降压起动可以用手动控制的Y起动器直接操纵，也可以用按钮、接触器、时间继电器等组成Y起动自动控制线路。线路中利用时间继电器在一定时间内使电动机由Y形接法转成接法起动，叫做按时间原则控制。直流并励电动机电气控制线路一 、直流并励电动机的起动为了克服摩擦转矩和负载转矩，缩短起动时间，直流电动机在起动瞬间应有足够大的起动转矩。由电机学可知，直流电动机的起动转矩为 Tst=CTIstCT 与电机结构有关的转矩常数； 电机每极磁通；Ist 电机电枢回路起动电流。由上式可知，要得到较大的起动转矩Tst ，必须有足够大的磁通和起动电流Ist。为此，在直流电动机开始起动瞬间，通常将其励磁回路中的调节电阻全部切除或短接，以提高励磁电流，增大磁通。由电机学可知，直流电机电势为 Tst =Cen式中 Ce与电机结构有关的电势常数； n电机转速。 电机起动时，由于转速n=0，反电势Ea=0，如果电源电压为UN、电枢电阻为Ra，则起动瞬间的起动电流Ist=U/NRa很大，此值比其额定电流约大三倍。这么大的起动电流，不仅使电机换向困难，易使换向器上产生强烈火花，而且还可能使传动机构和机械受到过大的冲击力，损坏设备或造成线路压降过大、电网电压不稳定的现象。所以，为了要获得足够大的起动转矩，同时又要将起动电流限制在一定的范围内，故需要在电枢回路中串入适当的起动电阻Rst。这样，起动电流为Ist= UN Ra=Rst 当电机转动后，随着转速n的升高，反电势Ea也随着增大，电枢电流则逐渐减小，电动机转速的上升便逐渐缓慢下来。最理想的情况是保持电动机在起动过程中的加速度不变，这就要求起动过程中的电枢电流不变，也即要求随电动机转速升高，逐渐平滑地切除起动电阻。然而，为简单起见，通常只是将起动电阻分成若干段逐渐地加以切除。直流并励电动机的转速特性曲线如图。曲线1是电枢回路未串电阻时的电动机固有特性曲线；曲线2和曲线3是电枢回路串接起动R1和R2时的人工特性曲线。合理选择电阻R1和R，当电动机外加电压时，使起动电流为I2，电机转速沿曲线3由A点上升到B点；此时切除电阻R1，电机电流回到I2，然而转速由于惯性作用来不及变化，则从B点过渡到C点。随后沿曲线2上升到D点；再切除R2，电机转速从E点过渡到F点，然后沿曲线1上升，最后稳定在额定转速ne下运行，起动过程结速。起动电流I1和I2可通过选择合适的电阻R1和R2数值来确定，一般使：I1=（1.21.5）INI1=（1.51.8）IN式中IN电动机额定电流。切除起动电阻有三种控制方法，即按电枢电流、电机转速和按时间原则来控制。德国进口空调客车直流电力拖动系统采用按时间原则控制电机起动过程。图示为直流并励电动机二级起动电气控制线路。合上闸刀开关QS，时间继电器KT1和KT2得电，其延时闭合常闭接点断开。起动时，揿下起动按钮SB2，接触器Q1得电动作，电动机电枢回路串入起动电阻R1和R2进入一级起动，而Q1常闭接点断开，时间继电器KT1断电，4S后，KT1接点闭合，接触器Q2得电动作，其主触头闭合，短接电阻R1，电机进入二级起动。Q2常闭点断开，使KT2断电，过4S 后，KT2接点闭合，接触器Q3得电动作，短接电阻R2，使电机转速逐步上升，直至稳步运行。各接触器吸引线圈回路串接了限流电阻，如Q1吸引线圈回路串入了电阻R4。在吸引线圈通电时，由于Q1常闭接点短接了电阻R4，使电压全部加在Q4上，使其能克服线圈电感的限流效应，在线圈中流过较大的电流，产生足够大的电磁吸力，使衔铁迅速动作。接触器动作后，常闭接点断开，接入电阻R4，可限制吸引线圈电流。因为，线圈电感在衔铁动作后，对直流电不起作用，不接入电阻R4，将使线圈电流过大。另外，在衔铁动作后，磁路磁阻较小，较小的线圈电流就可维持衔铁于吸合状态。电阻R5和二极管V1的作用是在Q1吸引线圈断电后起续流作用，释放Q1的电磁能量。二、直流并励电动机的调速控制在德国进口空调客车上，采用调节拖动压缩机的直流电动机转速来控制制冷系统的制冷量。由直流电动机转速公式n= UN-IaRa Ce 可知，改变电机磁通可改变电机转速，即调机调速。 直流并励电动机励磁绕组回路中接触器Q4常闭点闭合，励磁电流If较大，电机磁通较大，电动机低速运转。当车温大于温度控制器ST整定温度时，ST接点闭合，中间继电器K1得电，K1接点闭合，接触器Q4得电动作，电动机励磁绕组回路中Q4常闭接点断开，励磁回路串入电阻R3，励磁电流If减小，磁通减小，直流电动机转速升高。第二章 小型制冷装置电气控制系统本章介绍室温自动调节原理以及电冰箱、小型冷库、空调机（器）等小型制冷与空调装置电气控制系统。家用电冰箱、空调机（器）的压缩机功率较小，且使用单相交流电源，所以使用单相交流电动机拖动；冷藏箱 与空调机一般采用三相交流异步电动机拖动。第一节 室温自动调节系统一、 自动调节系统的组成任何一个自动调节系统都是由调节对象和自动化装置组成的闭环控制系统。它是在人工调节系统的基础上发展起来的。为了便于理解自动调节系统的概念，下面举一个冬季室温自动调节的例子，并与人工调节系统对照分析。如图为室温人工调节系统示意图。如果室温较低，操作人员先合上闸刀开关QS，使电加热器EH投入工作，室温则逐渐升高。为了使室温控制在一定要求下，操作人员应观察温度计的指示值。当室温上升到所规定的值时，操作人员应打开开关，使电加热器停止工作，室温则会逐渐下降。当室温下降至某一规定值时，操作人员进行的工作是：1. 观察温度计的指示值；2. 将指示值与规定值加以比较；3. 将上述三步工作不断重复使室温维持在规定范围内，把这个工作过程称作调节。这种直接由操作人员进行调节的工作过程称做人工调节。如果用一个自动化装置代替操作人员的工作，使室温也能保持在规定的范围之内，这样的调节叫做室温的自动调节。这个房间和自动