Лабораторная работа №4 Электрооборудование холодильников

Цель работы: Знакомство с конструкциями электродвигателя, защитного реле, пускового реле и пускозащитного реле, а также изучение их принципов и особенностей работы в бытовых холодильниках.

Содержание работы: Во время лабораторной работы студенты в криогенной лаборатории ВГТУ изучают устройство и принцип действия электродвигателя герметичного мотор-компрессора ДХ-1010 и ФГ-0,1,, знакомятся с конструкцией ротора, статора, а также с автоматическими системами, обеспечивающими работу двигателя: пусковым, защитным и пускозащитным реле.

Теоретическое введение Электродвигатель компрессора

В герметичных компрессионных агрегатах бытовых холодиль­ников устанавливают однофазные асинхронные двух- или четырех­полюсные двигатели переменного тока для работы от сети напря­жения 220 В 50 Гц. Синхронная (без учета имеющегося скольжения ротора) скорость вращения ротора двухполюсного двигателя – 3000 об/мин, четырехполюсного - 1500 об/мин. Электродвигатели герметичных агрегатов работают в наглухо заваренном кожухе мотор-компрессора в среде фреона и смазоч­ного масла и недоступны для осмотра и ремонта. Поэтому к ним предъявляют особые требования. Электродвигатели изготовляют из материалов, которые не вхо­дят в химические реакции с фреоном и маслом, допускают относи­тельно высокие температуры нагрева, обладают низкой влагоемкостью. Пластины ротора и статора штампуют из электротехнической холодноката­ной стали с очень тонким и прочным слоем окиси. Электродвигатели для герметичных холодильных агрегатов вы­пускают в специальном исполнении в виде отдельных статора и ротора, которые собирают вместе лишь при сборке с компрессо­ром. Такие двигатели относительно компактны. Они не имеют кор­пуса, вала и подшипников.

Статор состоит из отдельных листов электротехнической стали, собранных в пакет и сваренных между собой в отдельных местах по наружному диаметру. Вырезы, имеющиеся на внутреннем диаметре листа, образуют при сборке пакета полузакрытые пазы для укладки обмоток. Обмо­ток две - рабочая и пусковая. Обмотки наматывают отдель­ными секциями. Для повышения сопротив­ления ее выполняют из провода меньшего сечения, чем рабочую.

Рис. 1. Принципиальная схема включения однофазного асинхронного двигателя: РО — рабочая обмотка; ПО — пусковая обмотка

Ротор представляет собой цилиндрический сердечник, собранный, как и статор, из отдельных пластин электротехнической стали с отверстиями по наружной ок­ружности и с центральным отверстием для посадки ротора на вал. Отверстия по наружной окружности пластин после сборки ротора образуют пазы, которые заливают алюминием. Пазы ротора обыч­но делают скошенными, что способствует уменьшению магнитного шума при работе двигателя. Образующиеся при заливке ротора алюминиевые стержни с обоих торцов замкнуты кольцами, кото­рые отлиты заодно со стержнями. Такой ротор называют короткозамкнутым типа беличьей клетки. В герметичных агрегатах ротор двигателя напрессовывают непосредственно на коленчатый вал компрессора. Однофазный асинхронный двигатель работает следующим обра­зом. При включении рабочей обмотки в однофазную сеть перемен­ного тока возникает пульсирующее магнитное поле, которое наво­дит токи в короткозамкнутых проводниках ротора (как во вторич­ной обмотке трансформатора). Однако ротор будет оставаться неподвижным, так как возникающие при этом электромагнитные силы будут одинаково стремиться вращать витки ротора в проти­воположные стороны и взаимно уравновешиваться. Для того чтобы ротор начал вращаться, необходимо создать вращающееся магнит­ное поле. Поэтому в момент запуска двигателя включают в сеть также пусковую обмотку, расположенную на статоре со сдвигом на угол 90 электрических градусов по отношению к рабочей обмотке. Вращающееся магнитное ноле создает вращающий момент, действующий в том же направлении и достаточный для разгона ротора. Когда скорость ротора достигнет примерно 75-80% син­хронной скорости, пусковую обмотку отключают. Принципиальная схема включения такого двигателя приведена на рис. 1.

Рис. 4.1. Принципиальная схема включения однофазного асинхронного двигателя: РО - рабочая обмотка; ПО - пусковая обмотка

Основные параметры электродвигателей - начальный пус­ковой и максимальный (опрокидывающий) моменты. Начальный пусковой момент двигателя должен обеспечить его запуск при различных, практически возможных условиях эксплуа­тации холодильника. При недостаточном пусковом моменте, осо­бенно в условиях пониженного напряжения в сети, двигатель мо­жет не запуститься. Максимальный момент, развиваемый двигателем, должен обес­печить нормальную работу компрессора при возможных кратковре­менных перегрузках, а также при пониженном напряжении в сети. Так как момент, развиваемый двигателем, пропорционален квад­рату напряжения, падение напряжения в сети резко снижает вели­чину момента.