6. Схемы пусковых устройств

1. Схема СТР называется также РТС (Positive Temperature Coefncient) и используется в качестве относительно простого пускового устройства.

Запуск осуществляется при помощи терморезистора. Термистор. или терморезистор (СТР - сокращение, в переводе означает - положительный

температурный коэффициент, то есть повышение сопротивления при росте температуры) включается в цепь так, как показано на рис. 4.

При неподвижном роторе электродвигателя СТР холодный (имеет температуру окружающей среды) и его сопротивление очень низкое (несколько Ом). Как только на двигатель подается напряжение, запитывается рабочая обмотка. Одновременно ток проходит через СТР, имеющий низкое сопротивление, и пусковую обмотку, в результате чего двигатель запускается. Однако ток, текущий через пусковую обмотку, проходя через СТР, нагревает его, что обусловливает резкое повышение его температуры, а следовательно и сопротивления. По истечении одной - двух секунд температура СТР становится более 100°С, а его сопротивление превышает 1000 Ом.

Резкое повышение сопротивления СТР снижает ток в пусковой обмотке до нескольких миллиампер, что эквивалентно отключению этой обмотки так, как это сделало бы обычнее пусковое реле. Слабый ток, не оказывая никакого влияния на состояние пусковой обмотки, продолжает проходить через СТР, оставаясь вполне достаточным, чтобы поддерживать его температуру на нужном уровне. Такой способ запуска используется, если момент сопротивления при запуске очень малый, например, в установках с капиллярными расширительными устройствами (где при остановке неизбежно выравнивание давлений). Однако, когда компрессор остановился, длительность остановки должна быть достаточно большой, чтобы не только обеспечить выравнивание давлений, но и главным образом охладить СТР (по расчетам для этого нужно как минимум 5 минут). Всякая, попытка запуска двигателя при горячем СТР (имеющим, следовательно, очень высокое сопротивление) не позволит пусковой обмотке запустить двигатель. За такую попытку можно поплатиться значительным возрастанием тока и срабатыванием теплового реле защиты. Терморезисторы представляют собой керамические диски или стержни и основным видом неисправностей этого типа пусковых устройств является их растрескивание и разрушение внутренних контактов, наиболее часто обусловленное попытками запуска при горячих СТР, что неизбежно влечет за собой чрезмерное повышение пускового _;тока.

Данная схема может быть усовершенствована добавлением постоянно подключенного конденсатора, как показано пунктиром на схеме рис. 5.

При подаче напряжения на схему (после остановки длительностью не менее 5 минут), сопротивление термистора СТР очень низкое и конденсатор Ср, будучи замкнутым накоротко, не влияет на процесс запуска (следовательно, момент сопротивления на валу должен быть незначительным, что требует выравнивания давлений при остановке).

В конце запуска сопротивление СТР резко возрастает, но вспомогательная обмотка остается подключенной к сети через конденсатор Ср, который позволяет повысить крутящийся момент при работе двигателя (например, при росте давления конденсации).

Поскольку электролитический конденсатор все время находится под напряжением, пусковые конденсаторы в схемах этого типа использовать нельзя.

С

СТР

Рис. 5

PSC (Permanent Split Capacitor) - схема с постоянно подключенным конденсатором является самой простой, поскольку в ней отсутствует пусковое реле.

Конденсатор, постоянно находясь под напряжением (рис. 6) должен быть включен в цепь рабочей обмотки. Поскольку с ростом емкости такой тип конденсаторов быстро увеличивается в размерам их емкость ограничивается небольшими значениями (редко более 30 мкФ).

Следовательно, схема PSC используется, как правило, в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу (малые холодильные компрессоры, работающие в схеме с капиллярными трубками, выравнивающими давление при остановках, двигатели для вентиляторов небольших кондиционеров).

При подаче напряжения на схему постоянно подключенный конденсатор (Ср) дает толчок, позволяя запустить двигатель. Когда двигатель запущен, пусковая обмотка остается пол напряжением вместе с последовательно включенным конденсатором, что ограничивает сипу тока и позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя.

3. Схема RSIR (Resistance Start Induction Run) использует пусковое реле без конденсатора (рис. 7).

Поскольку конденсатор в схеме отсутствует, пусковой момент достаточно слабый. и данная схема используется, в основном, в небольших бытовых холодильниках с капиллярными трубками, обеспечивающими выравнивание давлений при остановках.

A(S)

Схема PSC

Рис. 6

Схема RSIR Рис. 7

4. Схема CSTR (Capacitor Start Induction Run) аналогична схеме RSIR, в которую добавлен пусковой конденсатор (рис. 8).

Данная схема используется в случаях, когда есть опасность возрастания момента сопротивления на запуске. Повышение пускового момента на валу двигателя обеспечивается при помощи пускового конденсатора. Схема может быть использована в холодильных контурах с термостатическим ТРВ'.

5. Схема CSR (Capacitor Start and Run) аналогична схеме CSIR, в которую добавлен рабочий конденсатор (Cm), как показано на рис. 9.

Такая схема, позволяет обеспечить сразу и повышенный пусковой момент повышенный момент при работе двигателя.

При запуске установленные параллельно С_d и C_m . емкости которых вкладываются, помогают запустить двигатель, а когда запуск оканчивается и двигатель выходит на номинальный режим, конденсатор C_d исключается, и пусковая обмотка остается запитанной через конденсатор С_m.

Использование рабочего конденсатора позволяет повысить крутящий момент двигателя при его работе, например, в составе теплового насоса, у которого в зимнем режиме может заметно возрасти степень сжатия ( а следовательно, и момент сопротивления).

Одновременно рабочий конденсатор позволяет увеличить соs двигателя, что приводит к снижению потребляемого тока (проверить это можно очень быстро, измерив силу тока при наличии конденсатора Cm, а затем после его отключения: можно убедиться, что после отключения Cm полная сила потребляемого тока растет и зачастую компрессор начинает сильнее гудеть).

Схема CSIR Рис. 8

Схема CSR

Рис. 9

7. Методика исследований пускозащитных реле.

Проверка тока замыкания и размыкания пускового реле и времени срабатывания и возврата контактов теплового реле производится с помощью специального стенда. Проверка реле производится, как правило, в условиях неизменной температуры окружающей среды. Для того, чтобы учесть влияние температуры окружающей воздуха на работу теплового реле, оно помещается в термостат. Методика экспериментальных исследований следующая:

1. Испытуемое пускозащитное реле через специальный разъем подключается к стенду.

7.2. С помощью Латра в электрической цепи катушки пускового реле повышается величина тока до момента, когда магнитное поле, возникшее в ней, не вытолкнет сердечник. О моменте замыкания электрических контактов (подключении пусковой обмотки), судят по загоранию лампочки. В этот момент с помощью амперметра, последовательно включенного в цепь, фиксируют величину тока замыкания.

7.3. Медленно поворачивают ручку Латра против часовой стрелки до момента, когда лампочка погаснет, т.е. величина тока будет недостаточной, чтобы магнитное поле катушки удерживало сердечник в верхнем положении. Сердечник под собственным весом опустится внутрь катушки и разомкнет электрические контакты – отключит пусковую обмотку электродвигателя. В этот момент по амперметру фиксируют величину тока размыкания.

7.4. Эксперименты, описанные в пунктах 7.2. и 7.3. повторяют по 5 раз и находят средние арифметические значения величин токов «замыкания» и «размыкания».

Проверка времени срабатывания и возврата теплового (защитного) реле осуществляется в следующей последовательности:

7.5. С помощью Латра в электрической цепи защитного реле (биметаллическая пластина, вольфрамовый нагреватель), повышается величина тока до значения 6 Ампер. Автоматически включается электросекундомер, которой с точностью до 0,01 секунды фиксирует время прохождения тока в 6 Ампер по цепи. Как только биметаллическая пластина под действием тепла, выделяющегося в вольфрамовом нагревателе, в результате прохождения через него тока в 6 А., разомкнет электрические контакты, включится второй электросекундомер, который зафиксирует время остывания или возврата. Эксперимент повторяется 5 раз, после чего находят средние арифметические значения величин токов срабатывания и возврата при прохождении по электрической цепи теплового реле тока 6 Ампер.

7.6. Эксперимент, описанный в пункте 7.5. повторяют при величинах тока 7 и 8 Ампер. Затем строятся графики времени срабатывания и возврата (средние арифметические значения) от величины тока протекающего по электрической цепи (6, 7, 8 А).

7.7. К электрической схеме стенда подключается второе (третье) испытуемое пускозащитное реле и эксперимент повторяется.