第八章电冰箱和空调器电动机及其控制解析课件

1、第八章电冰箱和空调器电动机及其控制第一节制冷压缩机电动机结构与原理第二节电冰箱控制电路本章小结 第三节空调器控制电路第八章电冰箱和空调器电动机及其控制第一节制冷压缩机电动 第一节制冷压缩机电动机结构与原理一、电冰箱压缩机电动机二、空调器压缩机电动机三、对压缩机电动机的技术要求 第一节制冷压缩机电动机结构与原理一、电冰箱压缩机电动机一、电冰箱压缩机电动机电冰箱采用全封闭压缩机，即压缩机与驱动压缩机的电动机组成一个整体，一起密封在金属外壳内。图 (a)、(b) 所示分别为常用的连杆式和滑管式电冰箱压缩机的结构剖面图，它们都属于往复式压缩机。由图可见电动机的转轴与压缩机的曲轴同轴，直接驱动压缩机运转

2、。第一节制冷压缩机电动机结构与原理一、电冰箱压缩机电动机电冰箱采用全封闭压缩机，即压缩机与一、电冰箱压缩机电动机电冰箱压缩机电动机为单相异步电动机，电阻起动式、电容起动式、电容运转式和电容起动运转式四种单相异步电动机都有使用。电冰箱压缩机电动机的基本结构及工作原理与一般的单相异步电动机一样，但由于是封闭在压缩机机壳内，所以在结构上与一般单相电动机有所不同：电动机本身没有机壳和端盖；定子铁心由四根加长螺栓固定在机体上或压入机壳内固定；转子直接压入过盈配合到曲轴上。此外，其引线柱也采用绝缘性能和耐高温、高压性能良好的材料制成。第一节制冷压缩机电动机结构与原理一、电冰箱压缩机电动机电冰箱压缩机电动机

3、为单相异步电动机二、空调器压缩机电动机空调器压缩机为全封闭压缩机。优点：采用滚动活塞式压缩机，结构简单、体积较小、质量轻、效率高、节能省电、起动运转平衡、振动噪声小等。第一节制冷压缩机电动机结构与原理两种压缩机的结构剖面图如图所示。二、空调器压缩机电动机空调器压缩机为全封闭压缩机。第一节三、对压缩机电动机的技术要求主要的技术要求有：1耐制冷剂及耐油性 要求绝缘材料能够耐制冷剂和润滑油的高温浸泡，不会膨胀、脱落、软化，不会降低绝缘性能。2耐热性使用的绝缘材料都在E级以上。3耐振动和耐冲击 要求电动机有较好的耐振动和耐冲击性能。4起动性能和功率因数 压缩机电动机的起动能力一般达到 2.5 3 ，此

4、外功率因数和效率也比一般单相异步电动机要高，效率可达 60 % 左右。5对电压波动和负载变化的适应能力强 压缩机电动机一般能在额定电压 10 % 的波动范围内正常工作。第一节制冷压缩机电动机结构与原理三、对压缩机电动机的技术要求主要的技术要求有：第一节制 第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路 第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路二、间冷式（一）电路分析直冷式电冰箱控制电路如图所示。一、直冷式电冰箱控制电路压缩机电动机采用电阻起动式单相异步电动机。控制电路的核心元件是温度控制器，作用：根据电冰箱内的温度控制电动机的起动和停机。当箱内温度高于上限值时起动电动

5、机，低于下限值时关闭电动机。第二节电冰箱控制电路（一）电路分析一、直冷式电冰箱控制电路压缩机电动机采（二）电冰箱控制电路的常用元器件一、直冷式电冰箱控制电路常用控制和保护电器。1电动机起动控制器作用：在电动机起动时接通起动绕组，待电动机起动后再将起动绕组断开。第二节电冰箱控制电路（1）弹力式起动器 结构如图所示。组成：励磁线圈和双金属片热保护器。（二）电冰箱控制电路的常用元器件一、直冷式电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路起动器的连接电路见图(b)，励磁线圈、热元件和过流保护的动断触点与电动机的运行绕组串联，起动控制的动合触点与电动机的起动绕组串联。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电

6、路起动器的连接电路见图(b)，励磁一、直冷式电冰箱控制电路（2）重锤式起动器 其线圈与电动机的运行绕组串联，动合触点与电动机的起动绕组串联。结构见图。（3）PTC 元件起动器 是一个正温度系数的热敏电阻（图8-7(a)），将其串联在起动绕组电路中（图8-7(b)）。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（2）重锤式起动器 其线圈与电一、直冷式电冰箱控制电路（2）重锤式起动器 其线圈与电动机的运行绕组串联，动合触点与电动机的起动绕组串联。结构见图。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（2）重锤式起动器 其线圈与电一、直冷式电冰箱控制电路（3）PTC 元件起动器 是一个正温度系数的热

7、敏电阻(a) ，将其串联在起动绕组电路中(b)。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（3）PTC 元件起动器 是一一、直冷式电冰箱控制电路PTC 元件起动器属于无触点继电器，避免了触点的磨损、电弧、接触不良及噪声等问题。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路PTC 元件起动器属于无触点继电一、直冷式电冰箱控制电路2过载保护器第二节电冰箱控制电路作用和原理：利用电动机过载时产生过电流的现象，利用电流热效应的原理。制冷压缩机电动机过载的主要原因：（1）制冷系统高压侧堵塞、压缩机发生卡缸等机械故障。（2）电源电压过低造成电动机不能正常起动。一、直冷式电冰箱控制电路2过载保护器第二节电冰

8、箱控制一、直冷式电冰箱控制电路（1）碟形过载保护器 结构如图所示组成：电热丝、双金属片及动断触点。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（1）碟形过载保护器 结构如图一、直冷式电冰箱控制电路原理：装在压缩机的接线盒内，其开口端面紧贴着压缩机的机壳，以便直接感受机壳的温度。当电动机过流(电热丝对双金属片加热)或压缩机超温(由双金属片直接感温)时，碟形双金属片上翘弯曲终使触点分断。这种保护器的动作时间一般为 10 15 s，动作后需要 3 min 左右才能复位。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路原理：装在压缩机的接线盒内，其开一、直冷式电冰箱控制电路（2）内埋式热过载保护器 结构如

9、图。被装在电动机的绕组中，直接感受绕组温度的变化，所以称为“内埋式”。无论是过流还是超温升，当绕组温度超过允许值时，由双金属片变形而使触点分断。内埋式保护器的优点是灵敏可靠，缺点是如果保护器发生故障不便更换。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（2）内埋式热过载保护器 结构一、直冷式电冰箱控制电路（3）组装式起动继电器 如图。这种起动继电器是把起动器与过载保护器组装在一起，起动器一般采用重锤式，也有的采用 PTC 元件起动器。过载保护器都采用碟形保护器。组装式起动继电器具有体积小、安装方便等优点，所以被广泛使用。第二节电冰箱控制电路一、直冷式电冰箱控制电路（3）组装式起动继电器 如图。

10、一、直冷式电冰箱控制电路3温度控制器制冷设备控制制冷温度有两种方法：(1)是控制制冷压缩机运转的时间；(2)是通过调节制冷压缩机的运转速度。第二节电冰箱控制电路感温囊式温控器的基本结构和控制原理如图所示。一、直冷式电冰箱控制电路3温度控制器第二节电冰箱控制二、间冷式电冰箱控制电路（一）电路分析典型的间冷式电冰箱控制电路如图所示。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路（一）电路分析第二节电冰箱控制二、间冷式电冰箱控制电路电路分为四部分：（1）由压缩机电动机、重锤式起动器、温控器、过载保护器构成的压缩机电动机控制和保护电路；（2）由除霜定时器、除霜温控器、除霜加热器、温度保护器构成的全自动除

11、霜控制电路；（3）由排水加热器构成的加热防冻电路；（4）由风扇电动机 M1、箱内照明灯和门开关构成的通风和照明电路。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路电路分为四部分：第二节电冰箱控二、间冷式电冰箱控制电路（二）间冷式电冰箱控制电路使用的电器。1除霜定时器 作用：累积计算压缩机运转的时间，在压缩机运转一定时间后，自动断开压缩机电路，转换为除霜电路进行除霜。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路（二）间冷式电冰箱控制电路使用的二、间冷式电冰箱控制电路图为机械式除霜定时器结构，除霜定时器电动机常用的电动机有罩极式单相异步电动机和永磁式同步电动机。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控

12、制电路图为机械式除霜定时器结构，除霜定二、间冷式电冰箱控制电路2除霜温控器 双金属片式除霜温控器如图所示主要由封装在塑料外壳内的双金属热元件构成，当蒸发器除霜温度升高时双金属片受热产生形变使触点断开，温度下降时双金属片冷却复位使触点闭合。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路2除霜温控器 第二节电冰箱控二、间冷式电冰箱控制电路3温度保护器 其结构如图所示。第二节电冰箱控制电路4除霜加热器 为封装在镀镍铜管中的电热器，电热丝功率为 120 W 左右。二、间冷式电冰箱控制电路3温度保护器 第二节电冰箱二、间冷式电冰箱控制电路5风扇电动机 间冷式电冰箱的风扇电动机一般采用框式罩极式感应电动机，

13、功率在6.5 W 8 W，转速为 2 500 r/min。风扇电动机的质量很重要，因为如果风扇电动机发生故障，无法使冷气循环，制冷效果差，箱内温度不能降低，温控器永远处于通态，压缩机不能停机，长时间运行可能会造成压缩机电动机烧毁。第二节电冰箱控制电路二、间冷式电冰箱控制电路5风扇电动机 第二节电冰箱 第三节 空调器控制电路一、普通冷风型窗式空调器控制电路二、热泵式冷热型窗式空调器控制电路 三、分体式空调器控制电路 第三节 空调器控制电路一、普通冷风型窗式空调器控制电路如图所示为典型的普通冷风型窗式空调器控制电路。一、普通冷风型窗式空调器控制电路第三节 空调器控制电路如图所示为典型的普通冷风型窗

14、式空调器控制电路。一、普通冷空调器通风系统的风扇电动机为电容运转式单相异步电动机(使用三相电源的空调器采用三相笼型异步电动机)，且为多速(双速或三速)电动机。一、普通冷风型窗式空调器控制电路窗式空调器的通风系统室内部分的离心风扇和室外部分的轴流风扇由同一台电动机驱动，因此电动机的转轴由两头伸出；而分体式空调器的室内和室外机组各用一台风扇电动机，因此为单向出轴，其结构如图所示。第三节 空调器控制电路空调器通风系统的风扇电动机为电容运转式单相异步电动机(使图为热泵式冷热型窗式空调器控制电路。二、热泵式冷热型窗式空调器控制电路第三节 空调器控制电路图为热泵式冷热型窗式空调器控制电路。二、热泵式冷热型

15、窗式电路的工作过程：（1）接通电源后先开风扇：将控制开关 S1 置风扇挡，风扇的高、中、低速挡分别对应 S1 的三组触点 1-2、3-4、5-6 接通；并置 S1 的触点 9-10、11-12接通，冷热选择开关 S2 置“制冷”挡，其触点 1-2、4-5 接通，风扇电动机 M1 起动运转。（2）制冷运行：接通 S1 的触点 7-8；温控器置“低温”挡，其开关 S3 的触点 C-L 接通，压缩机电动机 M2 通电起动运转，由于此时换向电磁阀线圈不通电，所以为制冷工作状态。二、热泵式冷热型窗式空调器控制电路第三节 空调器控制电路电路的工作过程：二、热泵式冷热型窗式空调器控制电路第三节（3）制热运行

16、：将 S2 置“制热”挡，S2 的触点 1-3、4-6 接通；温控器置“高温”挡，S3 的触点 C-H 接通；S1 的触点 7-8 接通，电路中有三条供电回路： 电源相线 LS1 的 9-10S2 的 1-3电磁阀保护开关 S4 的 1-3S2 的 6-4风扇熔断器 FU风扇电动机 M1S1 的1-2 或 3-4 或 5-6 (高、中、低速挡)S1的12-11电源零线N，此时风扇运转； 电源相线 LS1 的 9-10S2 的 1-3S3 的 H-CS1 的 7-8压缩机电动机 M2S1 的 12-11电源零线 N，此时压缩机运转； 电源相线 LS1 的 9-10S2 的 1-3S4 的 1-3

17、换向电磁阀线圈S1 的12-11电源零线 N，此时电磁阀线圈通电，使制冷循环系统工作在制热状态。二、热泵式冷热型窗式空调器控制电路第三节 空调器控制电路（3）制热运行：将 S2 置“制热”挡，S2 的触点 1（一）单冷壁挂式分体空调器控制电路分体式空调器结构上分为室内和室外机组两部分，大多数分体式空调器采用微处理器控制和遥控方式，图是单冷壁挂式分体空调器控制电路的原理框图。三、分体式空调器控制电路第三节 空调器控制电路（一）单冷壁挂式分体空调器控制电路三、分体式空调器控制电（二）分体式变频空调器控制电路采用由温度继电器控制压缩机起动、停机的方式来调节温度，这种调节方式存在以下问题： 由于压缩机

18、不是连续运转，所以会造成室内温度和湿度的波动，空气调节的效果差； 压缩机不能及时跟随室内和室外温度的变化相应地调整其运转状态，电动机的效率较低； 压缩机电动机每次的起动和停机会使制冷回路的制冷剂压力变化，引起损耗增加；压缩机电动机频繁起动的起动电流会对电网产生影响。三、分体式空调器控制电路第三节 空调器控制电路（二）分体式变频空调器控制电路三、分体式空调器控制电路第图为分体式变频空调器控制系统的原理方框图。三、分体式空调器控制电路第三节 空调器控制电路图为分体式变频空调器控制系统的原理方框图。三、分体式空调变频空调器的工作原理：将电网的交流电通过整流器变成直流电，再用逆变器将直流电转变为频率可调节（30 125 Hz）的三相交流电，从而可以连续调节交流电动机的转速（1 800 7 500 r/min），而且压缩机电动机可以使用性能更好的三相异步电动机。变频系统由微处理器控制，可以根据所设定的温度和室内外的温度，控制压缩机电动机的运行速度。三、分体式空调器控制电路第三节 空调器控制电路变频空调器的工作原理：将电网的交流电通过整流器变成直流电本章小结通过本章的学习应掌握如下几点：1家用电冰箱和空调器中，电动机主要主要用于全封闭式压缩机和化霜定时器以及通风系统，电动机的种类有分相式（电冰箱）、电容式（电容量电冰箱和空调器）。2电动机的绕组及绝缘材料具有耐腐蚀性。