/
Author: Смит Р.Е.
Tags: физика ремонт руководство по ремонту холодильное оборудование переводная литература издательство феникс
ISBN: 5-222-00569-0
Year: 1998
Text
РАССЕЛ Е.СМИТ
ЕМ • НТ •Л•ДИЛЬНИК•В,
К-НДИЦ НЕРВ И
НАГРЕВАТЕЛЬНЫ ПРИБ • РОВ
m % m
m % m
Рассел Е. Смитт
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ,
КОНДИЦИОНЕРОВ
И
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Ростов-на-Дону
«Феникс»
1998
ББК 22.3Я72
Р24
Перевод с английского: Любезнова Б. А.
Рассел Е. Смит.
Р 24 Ремонт холодильников, кондиционеров и
нагревательных приборов. Серия «Учебник, учебные
пособия». Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998. — 544 с.
Системы нагрева, охлаждения и кондиционирования
воздуха находят все более широкое примененце на
предприятиях, в торговых и складских помещениях, в
офисах и в быту.
Книга содержит полезную информацию о принципах
устройства и функционирования элементов, устройств и
систем данного класса, а также начальные сведения из
электротехники и электроники. Она станет хорошим
помощником для тех, кто пожелает освоить обслуживание
и ремонт устройств нагрева, охлаждения и
кондиционирования, а возможно, и стать мастером-профессионалом.
ISBN 5-222-00569-0 ББК 22.3Я72
© 1992, BY DELMAR PUBLISHERS INC.
© Перевод Лебезнов Б. Л., 1998
© Оформление: издательство «Феникс», 1998
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга «Ремонт холодильников, кондиционеров и
нагревательных приборов» была написана из-за отсутствия учебных
пособий с исчерпывающим изложением законов
электричества и практики их применения, необходимых техникам и
монтажникам, которые связаны с обслуживанием и ремонтом
холодильников, устройств нагрева и кондиционирования
воздуха. Это учебное пособие, сочетающее теоретические основы
с практическими вопросами, рассчитано на учащихся
профессионально-технического профиля, а также работников,
которые занимаются техническим обслуживанием и желают
повысить квалификацию.
Цель учебного пособия — собрать в одной книге понятия
и практические методики, которые позволят читателю
успешно работать в индустрии сервиса. В этой книге законы
электричества, элементы цепей, измерительные приборы,
принципиальные схемы и электрические сети объясняются и
применяются на примере небольших и крупных установок и
оборудования. Приводимые в ней методики установки научат
персонал правильно выбрать нужный тип и сечение проводов и
выполнить необходимые подключения как на
распределительных щитах, так и на оборудовании. Поиск неисправностей и
техническое обслуживание изложены на основе
практического подхода с целью обеспечить немедленную отдачу.
Пошаговые методики чтения принципиальных схем позволяют
облегчить этот процесс. Предлагаемое учебное пособие не
заменяет руководства по обслуживанию, издаваемые
изготовителями, а дополняет их.
В настоящем четвертом издании приводится
дополнительная информация, учитывающая критические замечания и
рекомендации преподавателей предмета. Среди изменений —
включение иного порядка компоновки наиболее сложных
схем в заключительных главах, модернизация схем, изменение
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ^
порядка изложения материала и разбивка разделов с целью
упрощения их изложения и изучения.
Применяемая в промышленности элементная база
постоянно изменяется и совершенствуется. В этой книге
предпринята попытка охватить новые элементы электрических цепей,
появившиеся на практике с момента выхода в свет
предыдущего издания. К тому же ни одно новое издание не будет
полным без дополнительной информации в области поиска
неисправностей.
БЛАГОДАРНОСТИ
Особая благодарность рецензентам этого издания:
Рональду Коффи, г. Вэйн, штат Оклахома; Ллойду Коссею, г.
Мельбурн; Россеру С. Фарли III, г. Балтимор, штат Мэриленд;
Артуру Гибсону, г. Тампа, штат Флорида; Джеймсу Гамильтону,
г. Палм Дезерт, штат Калифорния; Грегу Джордану, г. Уэнатчи,
штат Вашингтон; и Генри Микальски, г. Глен Эллин, штат
Иллинойс.
Автору хотелось бы выразить искреннюю признательность
всем компаниям, которые великодушно снабдили его
иллюстрациями, техническими данными, другими средствами и
помогли в процессе подготовки этой книги.
Еще раз благодарю мою жену за терпение и помощь.
ф
ГЛАВА 1
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ВВЕДЕНИЕ
Любой из нас имеет достаточное представление о
значении электричества для современного общества. Повсюду
можно увидеть его применение для обеспечения потребностей
нашей современной жизни. Электричество позволяет людям
пользоваться лампами для освещения, двигателями для
приведения в движение вращающихся механизмов и
электрическими нагревателями для обогрева. Электричество — одно
из наиболее важных технологических достижений за всю
историю мира.
Без электричества индустрия по производству устройств
нагрева, охлаждения и кондиционирования никогда бы не
вышла из младенческого состояния. Эта отрасль
практически полностью опирается на электричество для приведения в
действие любого из названных видов устройств.
Большинство систем управления, применяемых в этой
отрасли промышленности, приводятся в действие электричеством
и благодаря ему поддерживают необходимую температуру. В
электрических компонентах оборудования, которым требуется
вращение (например, компрессоры и вентиляторы),
используются электродвигатели. Для работы многих других
внедренных в оборудование устройств, к примеру, электрических
нагревателей, соленоидных вентилей и сигнального освещения,
также необходима электроэнергия. Использование
электричества можно наблюдать во всех отраслях промышленности.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... g
При повседневном пользовании бытовым
электрооборудованием могут иметь место неисправности и отказы,
которые в большинстве случаев носят электрический
характер и должны устраняться обслуживающим персоналом.
Следовательно, этот персонал обязан знать основные
законы электричества с тем, чтобы успешно выполнять свою
работу.
Мы начинаем изучение электричества с обсуждения
атомной структуры вещества.
1.1. АТОМИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Материя — это вещество, из которого состоит
физический объект, будь то кусок железа, дерева или ткани, или же
газ, жидкость или твердое тело. Материя состоит из
простейших составных частей, называемых элементами.
Существует 105 элементов, найденных во вселенной. Элементы, в
свою очередь, состоят из атомов. Атом — мельчайшая
частичка элемента, которая может существовать отдельно или
в комбинации с другими атомами. Вся материя состоит из
атомов или их комбинации, и все атомы имеют
электрическую структуру.
Предположим, что кусочек мела делится пополам и одна
половинка отбрасывается. Далее оставшийся кусочек снова
делится пополам и опять отбрасывается одна из половинок.
Если это занятие продолжить, то в конце концов кусочек
мела будет разбит на такую малую часть, что при
последующем делении от куска мела останется лишь его молекула.
Молекула — наимельчайшая часть вещества, сохраняющая
его свойства. Дальнейшее разбиение молекулы мела даст
отдельные атомы, которые уже не будут иметь его свойств.
Атом — основной строительный кирпичик всей материи. Это
мельчайшая частица, которая может объединяться с другими
атомами для образования молекул.
Хотя атом и является очень маленькой частицей, он, в свою
очередь состоит из нескольких частей. Его центральная часть
называется ядром. Другие части, называемые электронами,
вращаются по орбите вокруг ядра. Электрон — относитель-
о*
ГЛАВА 1
но небольшая, отрицательно заряженная частица.
Электроны вращаются вокруг ядра почти так же, как планеты вокруг
Солнца.
Ядро, центральная часть атома, состоит из протонов и
нейтронов. Протон — тяжелая, положительно заряженная
частица, он имеет электрический заряд, который равен по
величине и противоположен по знаку заряду электрона.
Все атомы содержат одинаковое количество протонов и
электронов. Нейтрон — нейтральная частица, что
означает отсутствие у нее как положительного, так и
отрицательного зарядов. Нейтроны заботятся об удержании
протонов в ядре.
н
щ
0
®+jM;s
-о-
Н,0
г4(ЦРН
V"<?-V
2 атома водорода + 1 атом кислорода = 1 молекула воды
а б в
Рис. 1.1. Атомная структура молекулы воды (один атом
кислорода и два атома водорода).
Простейший из существующих атомов — это атом
водорода, который состоит из одного протона и одного
вращающегося вокруг него электрона (см. рис. 1.1 а). Все атомы не столь
просты как водород. Другие атомы содержат больше частиц.
Разница между различными атомами — в количестве
содержащихся в них электронов, нейтронов и протонов. Атом
водорода имеет один протон и один электрон. Атом кислорода
состоит из 8 протонов, 8 нейтронов (рис. 1.1 б). Атом серебра
содержит 47 протонов, 61 нейтрон и 47 электронов. Чем
больше частиц содержится в атоме, тем он тяжелее. Поскольку
существует 105 элементов, но при этом — миллионы
различных веществ, то должен быть какой-нибудь способ
объединения атомов и элементов для образования этих веществ.
Когда элементы (атомы) объединяются, они создают
химическое образование, приводящее к появлению нового
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... g
вещества, или химического соединения. Например, когда
два атома водорода соединяются с одним атомом кислорода,
образуется химическое соединение — вода. Атомная
структура молекулы воды показана на рис. 1.1 в.
Химическая формула соединения обозначает атомы,
которые его составляют. Хладагент 12 — вещество, которое
обычно используется в холодильных машинах. Хладагент —
жидкость, которая поглощает тепло в кондиционируемом объеме
и освобождается от него за его пределами. Его химическая
формула — CC12F2. Молекула хладагента содержит один атом
углерода, два атома фтора и два атома хлора. Химическое
название хладагента 12 — дихлордифторметан. Все
материалы могут распознаваться по своему химическому составу,
то есть по атомам, образующим их молекулы.
1.2. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ
ЗАРЯДЫ
Как правило, атом имеет одинаковое число протонов и
электронов. Когда это так, атом электрически нейтрален,
поскольку положительно заряженные протоны точно
уравновешены отрицательно заряженными электронами. Однако в
некоторых случаях атом утрачивает электрическое
равновесие за счет потери или захвата электрона. При потере или
захвате электрона атом более не является нейтральным. Он
либо положительно, либо отрицательно заряжен — в
зависимости от потери или захвата электрона. Таким образом, в
атоме существует заряд, когда количество его протонов и
электронов не совпадают.
В определенных условиях некоторые атомы могут терять
небольшое число электронов на короткий период времени.
Электроны атомов некоторых веществ, в особенности
металлов, могут легко выбиваться со своих внешних орбит. Такие
электроны называют свободными электронами, а
содержащие их материалы — проводниками. Когда электроны
покидают атом, последний приобретает положительный заряд,
поскольку отрицательно заряженный электрон удаляется,
нарушая электрический баланс в атоме.
о»
9 2-U ф
Столь же просто атом может захватить и
дополнительные электроны. В этом случае он приобретает
отрицательный заряд.
Заряд, таким образом, создается при наличии избытка
электронов или протонов в атоме. Когда один атом
заряжен, а в другом содержится заряд противоположного знака,
электроны могут перетекать с одного атома на другой. Этот
электронный поток называется электрическим током.
Атом, потерявший или захвативший электрон, считает-
ся неустойчивым. Избыток электронов создает в нем
отрицательный заряд. Недостаток электронов —
положительный заряд. Электрические заряды взаимодействуют
друг с другом различными способами. Две отрицательно
заряженных частицы отталкивают друг друга,
положительно заряженные частицы также отталкивают друг друга.
Два заряда противоположных знаков взаимно
притягиваются. Закон электрических зарядов гласит: заряды с
одинаковыми знаками отталкиваются, а с противоположными
притягиваются. Рис. 1.2 служит иллюстрацией к закону
электрических зарядов.
Все атомы стремятся оставаться нейтральными, поскольку
электроны на внешних орбитах отталкивают остальные
электроны. Тем не менее многие материалы могут приобретать
положительный или отрицательный заряд за счет
механических воздействий, как, например, трение. Всем известное
потрескивание при движении эбонитового гребешка через
волосы в сухой зимний день служит примером генерации
электрического заряда посредством трения.
1.3. ПОТОК ЭЛЕКТРОНОВ
Поток электронов может быть получен различными
способами: трением, производящим статическое
электричество; химическим путем, который создает электричество
в батарейке; и магнитным путем — индукцией, которая
вырабатывает электричество в генераторе. Используются
и другие способы, но три упомянутых наиболее
распространены.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
®® и
а 6 в
отталкивание двух отталкивание двух притяжение положительного
положительных зарядов отрицательных зарядов и отрицательного зарядов
Рис 1.2. Одноименные заряды отталкивают, а разноименные
притягивают друг друга
Статическое электричество
Древнейший способ перемещения электронов —
статическое электричество. Статическое электричество вызывает поток
электронов путем непрерывного перемещения электрона из
атома. Основное свойство статического электричества
состоит в том, что при нем продолжительное или постоянное
движение электронов невозможно. Как только заряды двух веществ
уравновесятся, движение электронов остановится.
Трение — обычная причина статического электричества.
Скольжение по крышке пластикового сидения в холодную
погоду и потирание шелковой ткани о стеклянный стержень —
два примера проявления статического электричества,
вызванного трением. Статическое электричество, независимо от
причины своего происхождения, это просто непрерывная
перестановка или перенос электронов. Чтобы получить от
электричества полезную работу, нужно выработать постоянный или
продолжительный во времени поток электронов.
Электричество, получаемое
химическим способом
Электричество также может производиться химическим
способом. В батарейке создается поток электронов с
помощью химической реакции, которая вызывает перемещение
11
ГЛАВА 1
электронов между двумя электродами. При этом один
Электрод принимает электроны, а другой — отдает. В элементе
сухой электрической батареи используются два электрода,
сделанных из различных металлов и введенных в
пастообразный электролит. Электричество производится, когда в
электролите между электродами происходит химическая
реакция, вызывая движение электронов. Конструкция сухого
элемента электробатарейки приведена на рис. 1.3.
Крышка
Положительный
Рис 1,3, Конструкция
элемента сухой батарейки
!
ф
*Ш -
Цинковый
корпус
Углеродный
стержень
Отрицательный вывод
Контейнер элемента сухой батарейки, который выполнен
из цинка, является отрицательным электродом (отдает
электроны). Углеродный стержень в центре элемента является
положительным электродом (собирает электроны).
Пространство между электродами заполнено электролитом (обычно
это паста из двуокиси марганца). Кислая среда пасты
вызывает химическую реакцию между углеродным электродом и
цинковым корпусом. Эта реакция перемещает электроны,
вызывая их движение. Верхняя часть элемента запечатана,
чтобы предотвратить высыхание электролита и обеспечить
использование элемента в любом пространственном
положении. Элемент сухой батарейки в конце концов теряет всю
свою энергию, поскольку ее затраты не восполняются.
Аккумулятор отличается от элемента сухой батарейки
возможностью перезарядки. Таким образом, он сохраняется
в рабочем состоянии несколько дольше, чем элемент сухой
батарейки. Но и он тоже в конечном счете полностью
«выдыхается».
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... j 2
Аккумулятор состоит из жидкого электролита,
положительного и отрицательного электродов. Электролит разбавлен
серной кислотой. Положительный электрод покрыт
двуокисью свинца, а отрицательный представляет собой пористый
свинец. Химическая реакция между двумя электродами и
электролитом приводит в движение электроны и создает
напряжение между их пластинами. Аккумулятор перезаряжается
путем обращения направления тока и обычно используется в
системе электропитания автомобиля.
Электричество, вызванное магнетизмом
В магнитных или индукционных способах создания
движения электронов используется проводник, который
пересекает магнитное поле, вызывающее это движение. Генератор
переменного или постоянного тока и трансформатор —
наилучшие примеры индукционного способа, который
используется для снабжения потребителей электричеством.
Движение электронов в цепях порождает магнетизм,
используемый для получения вращения или тепловой энергии,
которая, в свою очередь, применяется для нагрева.
Магнитное поле создается вокруг проводника — механизма для
пропуска электронов, — когда по нему движутся эти самые
электроны. Протекание электронов через проводник с
сопротивлением вызовет его нагрев — такой же, как и в
электрическом нагревателе.
В промышленной отрасли, связанной с устройствами
нагрева, кондиционирования и холодильниками, магнетизм
используется для замыкания реле, контакторов и для
приведения в действие двигателей за счет применения нескольких
витков провода для усиления магнитного поля.
1.4. ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ
Структура атома определенного элемента — это то, что
делает его отличным от атома другого элемента. Количество
протонов, нейтронов, электронов и размещение последних на
ш
13 "«Ц Q
своих орбитах изменяется от элемента к элементу. В
некоторых элементах вращающиеся вокруг ядра внешние электроны
легко покидают свои орбиты. Как указывалось ранее,
элементы с такими свойствами атомов называются проводниками.
Проводники могут передавать электричество или электроны.
Большинство металлов являются проводниками, хотя не
все металлы проводят электричество одинаково хорошо.
Наилучшими проводниками являются серебро, медь и
алюминий. Высокая стоимость серебра исключает его широкое
применение. Его использование в значительной степени
ограничено контактами определенных электрических
коммутационных устройств, таких как контакторы и реле. На
практике обычно используется медь, столь же хороший проводник,
как и серебро, но меньшей стоимости.
Материалы, устойчивые к электрическим воздействиям или
захватывающие электроны, называются изоляторами.
Изоляторы препятствуют движению электронов. Стекло, резина и
асбест служат примерами изоляторов. Способность
изоляторов предотвращать движение электронов зависит от энергии
последних. Если эта энергия окажется достаточно большой,
наступит электрический пробой, вызывающий движение
электронов через изолятор.
Идеальных изоляторов не существует. Все изоляторы могут
«пробиваться» при определенных условиях, если энергия
удерживаемых электронов будет достаточно велика. Увеличение
размеров изоляторов помогает преодолеть эту проблему.
Проводники и изоляторы — важные элементы
электрических цепей и систем. Они широко используются во всех
промышленных электрических устройствах.
1.5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ
В гидравлических системах вода может течь при условии,
что к одному концу трубы приложено давление, а другой ее
конец открыт. Чем больше давление в гидравлической
системе, тем больше количество протекающей воды. Подобным
образом и в электрических системах электроны будут
двигаться при условии, что к системе приложено электрическое
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... J4
«давление». Напряжение, разность потенциалов и
электродвижущая сила — все это термины, описывающие
электрическое «давление»
Вспомним, что закон электрических зарядов гласит:
разноименные заряды притягиваются. Следовательно,
существует тяга, или сила притяжения, между двумя противоположно
заряженными объектами. Мы называем эту силу притяжения
напряженностью поля.
Другой способ взглянуть на происходящее —- это
представить избыточные электроны (отрицательный заряд)
стремящимися достичь точки, где имеется их недостаток
(положительный заряд). Если два заряда соединяются
проводником, избыток электронов будет перетекать в точку, где имелся
их недостаток. Однако если два заряда разделены
изолятором, избыточные электроны не сдвинутся с места.
Следовательно, избыток электронов будет накапливаться на одном
конце изолятора параллельно с соответствующим ему
недостатком или дефицитом электронов на другом.
Поскольку электроны не могут течь, напряженность поля
между разноименно заряженными концами изолятора
возрастает. Результирующая нагрузка на изолятор между двумя
его концами называется электрическим напряжением. Это
напряжение может стать действительно большим. После
достижения им определенного предела изолятор более не в
состоянии удерживать избыточные электроны (что уже
рассматривалось в предыдущем подразделе). Следовательно,
электроны устремятся через изолятор к его
противоположному концу.
Электрическое напряжение, вызывающее ток электронов,
называется просто напряжением. Напряжение — это
разность потенциалов (или электрического заряда) между
двумя точками. Вольт (В) — количество напряжения, которое
требуется, чтобы вызвать силу тока в один ампер (А, единица
измерения силы тока) через проводник сопротивлением в один
Ом (Q, единица измерения сопротивления — греческая
буква «омега»). В промышленности напряжение практически
всегда измеряется в диапазоне обычных вольт. В других
областях напряжение может измеряться на более низкой шкале
милливольт (мВ), или тысячных долей вольта. Для более круп-
ш
15
ГЛАВА 1
ного масштаба измерений напряжения используется
киловольт (кВ), равный 1000 вольт:
1 милливольт = 0,001 вольт
1 киловольт = 1000 вольт.
Для поддержания напряжения нужно иметь какие-нибудь
средства перемещения электронов таким же образом, как
гидравлическое давление двигает воду. В электрических цепях
это может осуществляться с помощью батарейки (как
показано на рис. 1.4) или с помощью генератора постоянного
или переменного тока (как изображено на рис. 1.5). В
батарейке электроны движутся к положительному электроду и
вызывают напряжение. Генератор вызывает напряжение за
счет переноса электронов из одного места в другое.
Потокэлектронов
Рис. 1.4. Обычная аккумуляторная
батарея, используемая в
электрической системе автомобиля
Осветительная Разность
лампа потенциалов
Генератор
Рис. 1.5. Генератор,
подающий электрический
потенциал в электрическую цепь
-Лампа
Электродвижущая сила (ЭДС) может создаваться
несколькими способами. Наилегчайший метод ее объяснения — это
сухой элемент электрической батарейки, рассмотренный в
подразделе 1.3. Наиболее распространенный способ
производства электродвижущей силы — использование генератора
переменного тока. Этот генератор снабжается электропитанием
от внешнего источника. Кроме того, в магнитном поле,
созданном напряжением внешнего источника, вращается виток
провода, в котором вырабатывается электродвижущая сила. Мы
обсудим эти идеи более подробно в последующих разделах.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... jg
1.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Упорядоченное движение электронов по электрическим
цепям называется электрическим током. Электрический ток
может быть получен с помощью удара молнии, статического
электричества или генератора. На рис 1.6 представлена
электрическая схема с указанием напряжения и величины
проходящего по ней тока.
Электрический ток 15 А
^Электрический
. > нагреватель
В Ч
Рис. 1.6. Электрическая цепь; электрический потенциал,
перемещающий электроны через проводник
Существует два вида электрического тока —
постоянный и переменный. Постоянный ток движется в одном
направлении1. Это разновидность тока, создаваемого сухим
элементом батарейки. Постоянный ток редко используется в
промышленности в качестве основного источника
электропитания, однако находит применение в некоторых
современных цепях управления.
Переменный ток течет в обоих направлениях. Ток этого
типа подводится энергоснабжающими предприятиями к
большинству домов. Это наиболее распространенный источник
напряжения в промышленной сети для питания устройств
нагрева, кондиционеров и холодильников. Переменный ток
будет обсуждаться более подробно в разделе 5.
Ток в электрических цепях измеряется в амперах (А).
Ампер — это количество тока, которое должно пройти через
сопротивление в один Ом при напряжении в один вольт. Ток
измеряется с помощью амперметра. В промышленности
электрический ток почти всегда измеряется в амперах. Если тре-
Следует иметь в виду, что в США за направление тока в цепи
принято направление движения электронов (Прим. ред.).
ш
Напряжен
23С
+ гт ГЛАВА 1
буются меньшие единицы измерения, можно воспользоваться
миллиамперами (мА), которые являются одной тысячной
ампера. Для измерения больших величин тока можно
применить килоамперы (кА). Один килоампер равен 1000 амперам.
1 миллиампер = 0,001 ампер
1 килоампер = 1000 ампер.
Потребляемый электрическими устройствами ток может
служить ориентиром при исправлении работы оборудования
монтажниками и обслуживающим персоналом. Электрический
двигатель — крупнейшее потребляющее ток устройство в
большинстве систем нагрева, охлаждения и кондиционирования.
Чем больше электрическое устройство, тем больше
потребляемый им электрический ток. При нормальной работе любому
электрическому устройству требуется определенный ток.
1.7. СОПРОТИВЛЕНИЕ
Сопротивление — это противодействие движению
электронов в электрических цепях, измеряемое в омах. На рис 1.7
приведены две электрические цепи с различными
сопротивлениями. Один Ом — это такое сопротивление, которое
обеспечивает протекание тока в 1 ампер при напряжении в 1 вольт. В
промышленности в большинстве случаев для измерения
сопротивления используются именно омы, поскольку их шкала
достаточно широка для большинства применений. В некоторых
специальных случаях для исключительно малых сопротивлений
используются микроомы (mkQ), которые составляют одну
миллионную часть ома. Крупные значения сопротивлений
измеряются в мегаомах (MQ); мегаом равен миллиону ом.
1 микроом = 0,000 001 ом
1 мегаом = 1 000 000 ом
110 В I
Электрический нагреватель 1
с сопротивлением 5о- 5
22 А (**е*трмческмй rtxcf
110 В I
Электрический нагреватель I
с сопротивлением it o«S
10А (мвгтрФпеский ток)
Рис. 1.7. Две электрические цепи с различными сопротивлениями
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... jg
Все электрические устройства имеют определенное
сопротивление, которое зависит от размеров и назначения
устройства. Как обслуживающий персонал вы должны хорошо
знать эти значения в элементах цепей. Если сопротивление
существенно отклоняется от заданного или оцениваемого
значения, устройство следует считать неисправным.
1.8. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ И ЭНЕРГИЯ
При перемещении электронов от отрицательно
заряженного к положительно заряженному концу проводника
совершается работа. Электрическая мощность — это темп, с которым
электроны совершают работу, другими словами, это скорость
потребления электричества. Мощность электрической цепи
измеряется в ваттах (Вт). Мощность в 1 Вт имеет место в цепи
при протекании в ней тока в 1А при приложенном напряжении
в 1В. Проще говоря, мощность цепи — это произведение
величины тока в ней на приложенное напряжение:
мощность = напряжение х сила тока.
В цепях переменного тока фазы тока и напряжения не
совпадают. Для получения правильного значения
потребляемой цепью мощности результат умножения тока на
напряжение должен умножаться еще и на коэффициент мощности.
Коэффициент мощности — это активная мощность, деленная
на полную мощность и выраженная в процентах. В цепи
постоянного тока результат умножения силы тока на
напряжение сразу дает мощность цепи; при этом коэффициент
мощности не требуется.
В промышленности единица измерения мощности ватт
используется лишь по отношению к неэнергоемким устройствам.
Примером таких устройств могут служить небольшие
электродвигатели и небольшие резистивные нагреватели. Другими
используемыми единицами являются лошадиная сила и
британская единица теплоты. Одна лошадиная сила равна 746
ваттам1. Один ватт равен 3,41 британским единицам теплоты в час.
В США одну лошадиную силу принимают равной 746 Вт, тогда как в
России — 736 Вт (Прим. ред.).
О»
i9 «ги ^
1 л. с. = 746 ватт
1 ватт = 3,41 БЕТ/час.
Эти преобразования часто используются в
промышленности для расчета значения британских единиц теплоты
электрического нагревателя, если известна его мощность в
ваттах. Преобразование в лошадиные силы применяется для
расчета значения последних для электродвигателя, если только
известна мощность его в ваттах.
Электрическая мощность потребления за определенный
период времени называется электрической энергией.
Электроэнергия измеряется в ватт-часах (Втч). Например,
двигатель мощностью в одну лошадиную силу потребляет 746 Вт
за один час. Он, таким образом, потребляет энергии 746 ватт-
часов.
Количество ватт, или энергопотребление любого
электрического устройства только указывает на величину
используемой им мощности. Тем не менее время должно учитываться
при расчете электрической энергии, другими словами —
мощность должна потребляться в течение определенного
промежутка времени. Ватт-часы дают количество ватт,
потребляемых за единицу времени.
Для определения количества потребляемого
электричества в промышленности обычно используются киловатты (кВт).
Таким образом, поставщики электроэнергии оформляют счет
для своих потребителей в киловатт-часах, поскольку
значения ватт-часов были бы чрезвычайно велики. При этом
величина 1 киловатт-час относительно мала. Одна тысяча ватт,
потребленная в течение одного часа, равнозначна одному
киловатт-часу. Все приборы, используемые для измерения
потребления электричества, регистрируют свои показания в
киловатт-часах.
У персонала, связанного с устройствами нагрева и
кондиционирования, возникает необходимость подсчитать тепло
электрического нагревателя в БЕТ, причем гораздо чаще, чем
в ваттах. Теплоотдача в БЕТ может быть легко подсчитана
умножением числа ваттов на коэффициент преобразования
3,41 БЕТ/час.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 20
1.9. ЗАКОН ОМА
Соотношение между значениями тока, ЭДС и
сопротивления в электрической цепи носит название закона Ома. В
девятнадцатом веке Георг Ом вывел математические
соотношения между основными характеристиками электрической цепи.
Закон Ома говорит: чем больше напряжение, тем больше ток,
и чем больше сопротивление, тем меньше ток. Математически
этот закон представляется так: ток в цепи прямо
пропорционален ЭДС и обратно пропорционален сопротивлению цепи.
Следующее уравнение выражает закон Ома: р.
1 = —
R-
В данном уравнении I обозначает ток в амперах, Е —
электродвижущую силу в вольтах, a R — сопротивление в омах.
Закон Ома может быть выражен и с помощью следующих
формул: р
E = IR; R = y
В любой из трех приведенных формул при двух известных
параметрах электрической цепи оставшийся неизвестным
параметр может быть рассчитан. Закон Ома неприменим к
цепям переменного тока, поскольку витки проводов вызывают
различные эффекты при таком токе. Переменный ток будет
обсуждаться в последующих главах. Тем не менее общие
понятия закона Ома справедливы для цепей переменного тока.
Следующие примеры показывают взаимосвязь между
напряжением, током и сопротивлением в электрических цепях.
Пример 1. Каков ток в цепи, приведенной на рис. 1.8?
Шаг1:
Шаг 2:
Б
1 = —
R
120
1 =
10
~т
Е=120В
|
_j
1 ,„
<R=100Om
<
_J
Рис. 1.8. Простая электрическая
Шаг 3: I = 12 А цепь для примера 1
21
ГЛАВА 1
Пример 2. Каково сопротивление 100-ваттной
осветительной лампы, если напряжение равно 120 В, а ток — 0,83 А?
Е
Шаг1: R= —
I
Шаг 3: R=145 Ом
120
Шаг 2: R =
0,83
Пример 3. Какое напряжение приложено к цепи на рис 1.9?
I
Шаг1: Е = IR
£-?
Шаг 2: Е = 5x48
1
R=48 0ra
/-5А
Шаг 3# Е = 240 В ^иСл *'**' ПР°стая электрическая цепь
для примера 3
Закон Ома делает возможным расчет значения
недостающего множителя, если значения двух других известны или могут
быть измерены. На рис. 1.10 представлен простой способ
запоминания закона Ома. Если в круге заштрихован один из
множителей, остальные буквенные обозначения в круге дадут
правильную формулу для расчета заштрихованного множителя.
Рис. 1. 10. Применение закона Ома
(нельзя использовать
по отношению к цепям
переменного тока)
в случае расчета Е
заштрихуйте соответствующий
значок и воспользуйтесь
формулой Е= I • R
в случае расчета i
заштрихуйте соответствующий
значок и воспользуйтесь
формулой l=E/R
в случае расчета R
заштрихуйте соответствующий
значок и воспользуйтесь
формулой R=E/I
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 22
1.10. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ
Электрическая мощность может быть рассчитана с
помощью формулы Р = I E. Два других выражения используются
для расчета мощности электрической цепи путем
подстановки значений в следующие уравнения:
р =il; P = I2R
R
Условные обозначения в этих формулах те же, что и в
выражениях для закона Ома; при этом Р символизирует
мощность в ваттах. Следующие три примера иллюстрируют
расчет мощности для трех электрических цепей.
Пример 4. Каков расход мощности в электрической цепи,
потребляющей ток при напряжении 120 В?
Шаг 1: Р = 1-Е
Шаг 2: Р = 15x120
Шаг 3: Р = 1800 Вт
Пример 5. Какой ток потребляет электрический нагреватель,
рассчитанный на 5000 Вт при напряжении 230 В?
Шаг 1: I = Р/Е
Шаг 2: I = 5000/230
Шаг 3: I = 21,7 А
Пример 6. Какова мощность электрической цепи с
сопротивлением 10 Ом при токе 5 А?
Шаг 1: Р = I2 • R
Шаг 2: Р = 52хЮ
Шаг 3: Р = 25x10
а*
Шаг 4: Р = 250 Вт
23 ГЛ^1 Q
Краткие выводы
Все вокруг нас — твердые тела, жидкости и газы —
состоит из материи. Материя может быть разбита на молекулы
(мельчайшие частицы физических объектов) и атомы (мельчайшие
частицы элемента, которые могут встречаться отдельно или в
сочетании с другими атомами). Атом состоит из ядра
(центральной части) и электронов (отрицательно заряженных),
которые вращаются вокруг ядра наподобие планет,
вращающихся вокруг солнца. Ядро состоит из протонов (положительно
заряженных) и нейтронов (не имеющих заряда). Количество
протонов, как правило, равно количеству электронов, что
делает атом электрически нейтральным. При потере электрона атом
становится положительно заряженным, а при захвате —
отрицательно заряженным. Закон электрических зарядов
утверждает, что одноименные заряды отталкиваются, а
разноименные —- притягиваются. Можно получить материалы с
положительным или отрицательным зарядами.
Электроны могут приводиться в движение с помощью
трения, химических реакций и магнетизма. Проводник — это
материал, способный пропускать электроны и электричество.
Большинство металлов являются проводниками. Изолятор —
материал, который противодействует движению электронов или
предотвращает его.
Существуют четыре важных параметра в любой
электрической цепи: электродвижущая сила, ток, сопротивление и
мощность. Электродвижущая сила цепи — это фактически
действующее электрическое давление в ней, наподобие водяного
давления в гидравлических системах. Электродвижущая сила
электрической цепи измеряется в вольтах. Напряжение
давления должно быть достаточным для преодоления
сопротивления цепи. Переменный ток в промышленности используется
исключительно для питания оборудования электроэнергией.
Количество электронов, протекающих в электрической цепи,
называется электрическим током. Ток в электрической цепи
измеряется в амперах. Ампер — это количество тока,
которое проходит через сопротивление один Ом при напряжении
один вольт.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 24
Сопротивление электрической цепи измеряется в омах.
Любая электрическая нагрузка имеет какое-нибудь
сопротивление. Мощность -— скорость потребления энергии
электрической цепью. Мощность измеряется в ваттах и
киловаттах. Поставщики электроэнергии в большинстве случаев
пользуются киловатт-часами для расчетов с потребителями
электричества. Киловатт-час — это мера электрической
энергии, учитывающая продолжительность потребления энергии и
ее мощность. Одна тысяча ватт, использованная за период
времени один час, равнозначна одному киловатт-часу.
Вольты, амперы, омы и ватты часто используются совместно с
приставками кило- или милли-, чтобы представить большие
или меньшие количества этих величин и избежать
использования чрезвычайно больших или малых чисел.
Закон Ома дает соотношение между значениями тока,
электродвижущей силы и сопротивлением электрической цепи.
Это соотношение представляется в математической форме.
Когда любые два параметра электрической цепи известны
или могут измеряться, можно воспользоваться формулой
закона Ома для нахождения третьего параметра. Мощность
может рассчитываться с помощью выражения Р = 1-Е.
Вопросы
1. Что такое атом? Из каких частей он состоит?
2. Что такое статическое электричество?
3. Назовите три способа получения электричества.
4. Какую роль играют протоны и электроны в получении
электричества?
5. Простейшим из всех существующих атомов является .
6. Каковы три основных параметра электрической цепи?
7. Что такое электродвижущая сила и в каких единицах она
измеряется?
8. Что такое электрический ток и в- каких единицах он измеряется?
9. Что такое сопротивление и в каких единицах оно измеряется?
10. Что такое мощность и в каких единицах она измеряется?
11. Где в атоме находятся электроны и каков их заряд?
и*
25 rJ^l Q
12. Справедливо ли высказывание: «Все атомы имеют тенденцию
терять свои электроны»?
13. Сформулируйте закон электрических зарядов.
14. Что такое протон? В какой части атома он находится и каков
его электрический заряд?
15. Опишите в общих чертах работу элемента сухой батарейки.
16. Что такое проводник?
17. Что такое изолятор?
18. Что делает металлы наилучшими проводниками?
19. В электрической батарее перемещение электронов происходит
между двумя .
20. На основе какой единицы измерения производители
электрической энергии производят расчеты со своими потребителями?
21. Что является источником напряжения в электрических цепях?
22. Сформулируйте закон Ома.
23. Почему закон Ома неприменим к цепи переменного тока?
24. Каков ток в электрическом нагревателе мощностью 5000 Вт,
используемом при напряжении 110 В?
25. Каково сопротивление нагревательного элемента
электрического утюга, если через него течет ток 8 А при напряжении 115 В?
26. Какое напряжение приложено к маленькому электрическому
нагревателю, если его сопротивление равно 10 Ом и через него
течет ток в 12 А?
27. Чему равна теплоотдача в БЕТ/ч электрического нагревателя,
рассчитанного на мощность 15 кВт?
28. Чему равна теплоотдача в кВт электрического нагревателя, если
при величине тока 50 А к нему подключено напряжение:
а) 208 В; б) 230 В?
ГЛАВА 2
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ВВЕДЕНИЕ
Схемотехника электрических цепей в современном
оборудовании нагрева, охлаждения и кондиционирования
весьма важна для персонала, занятого его установкой. Любая
используемая в промышленности электрическая установка
состоит из цепей различных типов, каждая из которых
предназначена для выполнения определенных функций в составе
оборудования. В этой главе мы рассмотрим некоторые типы
широко используемых цепей.
Две наиболее важных разновидности цепей —
последовательные и параллельные цепи. Параллельная —
электрическая цепь, содержащая более чем один путь для
электрического тока. Параллельные цепи предназначены для
питания нескольких нагрузок в рамках одной системы.
Последовательная — электрическая цепь, имеющая
только один путь для электрического тока. Она обычно
используется в устройствах, включаемых в цепь для защиты или
управления.
Последовательно-параллельная — цепь, которая содержит
комбинацию последовательных и параллельных цепей.
Большинство электрических схем в оборудовании и системах
управления состоят из таких смешанных цепей. Электрические
нагрузки, для функционирования которых необходима
электроэнергия, обычно соединяются параллельно, что позволяет
им получать для своей работы полное питающее напряже-
27
ГЛАВА 2
ние. Выключатели используются в электрических цепях для
управления их нагрузками и устанавливаются последовательно
с ними, разрывая цепь при своем размыкании.
Вы должны понимать схемотехнику систем управления и
питания устройств кондиционирования, нагрева и
холодильников, чтобы успешно выполнять работы по установке и
обслуживанию их оборудования.
Мы приступаем к изучению схемотехники с рассмотрения
основ электрических цепей.
2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Электрическая цепь — полный путь электрического тока,
включающий такие необходимые элементы, как источник
питания и нагрузка. Когда цепь скомпонована так, что по ней
может течь ток, она называется замкнутой (рис. 2.1). Когда
путь движения тока прерван, цепь называется разомкнутой
(рис. 2.2). Размыкание и замыкание электрических
выключателей, подключенных последовательно нагрузкам, управляет
их работой.
Выключатель замкнут
Двигатель
ентилятора
|6отоет
Рис. 2.1. Замкнутая цепь
Выключатель разомкнут
Двигатель
| вентилятора
]не работает
Рис. 2.2. Разомкнутая цепь
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 28
Все электрические цепи должны содержать замкнутый путь
для движения электронов, источник электронов и некоторые
устройства (нагрузки), для функционирования которых
необходима электроэнергия. На рис 2.3 показана замкнутая
электрическая цепь и отмечены ее основные компоненты.
Электрические цепи питают и управляют их нагрузками с помощью
выключателей.
Энергия переменного тока — наиболее
распространенный источник электропитания, необходимый в
электрических цепях устройств нагрева, охлаждения или
кондиционирования. Постоянный ток, как, например, ток элемента сухой
батарейки, часто является источником питания
измерительных приборов, хотя помимо измерений постоянный ток
изредка используется и как источник электроэнергии. На
сегодняшний день двумя особыми применениями
постоянного тока являются электронные воздухоочистители и
твердотельные модули, используемые для специального
управления, как, например, управление оттаиванием и защита от
избыточного тока.
Назначение большинства электрических цепей —
снабжение энергией выполняющих работу машин. Наиболее
распространенным устройством, питаемым электроэнергией,
является двигатель. Двигатели используются для вращения
вентиляторов, компрессоров, насосов и других механических
устройств, которым требуется вращение. Автоматические
выключатели также нуждаются в источнике питания, чтобы
размыкаться и замыкаться, запуская другие электрические
устройства. Электрические цепи подводят энергию к
трансформаторам, лампам и таймерам.
Существует несколько вариантов путей для движения
электронов. Эти варианты определяются характером
использования и назначением цепи. В зависимости от этого
применяются последовательные, параллельные и
последовательно-параллельные цепи. Последовательные обеспечивают только
один путь для движения электронов, в параллельных имеется
более одного такого пути. Последовательно-параллельные
цепи являются комбинацией последовательных и
параллельных цепей. В последующих подразделах мы рассмотрим
каждый из упомянутых вариантов цепей.
ш
29 ГЛАВА2
2.2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Наиболее легкими и простыми для понимания являются
последовательные цепи. Они обеспечивают единственный путь
для электрического тока. Другими словами, путь через
последовательную цепь должен включать все входящие в нее
устройства, все устройства внутри такой цепи соединены
вывод к выводу. На рис. 2.4 показана последовательная цепь с
четырьмя резистивными нагревателями.
Вилка 110 В [ / < Электрический
нагреватель
Источник
электронов
Путь движения электронов
Рис. 2.3. Элементарная электрическая цепь с наименованием
ее составных частей
Нагреватели
• \
—VW VW
Движение электронов
£=110 В
Движение электронов
О 1 VW—^WV——
\ /
Нагреватели
Рис. 2.4. Последовательная цепь с четырьмя резистивными
нагревателями
Применение
В виде последовательных выполняются большинство
цепей управления, входящих в оборудование устройств нагрева,
охлаждения и кондиционирования. Цепь управления — это
электрическая цепь, управляющая некоторыми главными
нагрузками в устройстве. Если все управляющие регуляторы
соединены в последовательную цепь, то размыкание любого
выключателя или регулятора разомкнет цепь и отключит электрическую
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
нагрузку, что и показано на рис. 2.5 (символами L
30
Ц на
рис. 2.5 и на других рисунках обозначен источник
напряжения питания. Мы рассмотрим обозначения на схемах более
подробно в главе 4).
■*2Г*
-V
208В
выключатель выключатель
заниженного завышенного
напряжения напряжения
термостат
О
электродвигатель
Рис. 2.5. Последовательная цепь с тремя выключателями для
управления электродвигателем
Последовательные цепи используются в электрических
схемах устройств для приведения в действие оборудования и
поддержания необходимой температуры. Любой электрический
выключатель или регулятор, установленный последовательно
с нагрузкой, будет приводить в действие эту конкретную
нагрузку. На рис. 2.6 изображена цепь системы управления.
Регуляторы соединены последовательно с управляемым ими
устройством, в данном случае — электродвигателем.
выключатель
стабилизации
пламени
■on
выключатель
вентилятора
208В
■рз*
двигатель
вентилятора
[ венти
Рис. 2.6. Управляющая (последовательная) цепь
вентиляторного двигателя в газовой печи. Чтобы вентилятор
работал, оба реагирующих на температуру выключателя должны
быть замкнуты
Последовательные цепи содержат также любые защитные
устройства, необходимые для безопасной работы элементов
оборудования. На рис. 2.7 изображена последовательная цепь,
которая в основном состоит из защитных устройств, пред-
«-. ГЛАВА2
назначенных для остановки компрессора при возникновении
аварийной ситуации. Если какое-нибудь из защитных устройств
размыкается, цепь разрывается и останавливается компрессор.
-^-ГТ п £> и |Т1
выключатель выключатель внутрикорпусной
завышенного заниженного термостат
208 В давления давления компрессора
/компрессор
Рис. 2.7. Цепь управления (последовательная) с
примененными в ней защитными устройствами, которые используются в
современных кондиционерах
Расчет тока, сопротивления и напряжения
Величина тока в последовательной цепи одинакова в
любой ее точке, поскольку в ней имеется единственный путь для
его протекания. Ток в последовательной цепи
устанавливается следующим выражением:
i,= i2+13+1«+-
(Многоточие означает, что равенство может
продолжаться аналогичным образом, пока все элементы конкретной цепи
не войдут в него.)
Общее сопротивление последовательной цепи является
суммой всех входящих в нее сопротивлений. Сопротивление
последовательной цепи определяется следующей формулой:
Rt = Rt+ R2+ R3+ R4 + ...
Напряжение в последовательной цепи потребляется
всеми ее нагрузками. Расположенные в цепи нагрузки должны
«разделить» между собой подведенное к ней напряжение.
Таким образом, подведенное к цепи напряжение будет
распределено между всеми ее компонентами.
Напряжение в последовательной цепи изменяется от
нагрузки к нагрузке. Подобное изменение называется
падением напряжения. Падение напряжения — это то его
количество, которое теряется в любой его нагрузке или проводнике.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 32
Падение напряжения на любом элементе последовательной
цепи пропорционально его сопротивлению. Сумма падений
напряжений в последовательной цепи равна напряжению,
приложенному к ней. Это устанавливается следующим равенством:
Et = E, + E2 + E3 + E4 + ...
Закон Ома может использоваться для расчетов в любой
части или во всей последовательной цепи. Рис. 2.8
иллюстрирует последовательную цепь с четырьмя резистивными
нагревателями различного сопротивления. Произведем
расчет полного сопротивления, тока и падений напряжения в
каждом нагревателе с помощью этой цепи.
£., ЛЛЛ/ WN; —|
| *i = 40m Яа=10О*
120 В
1 «4= 14 0м Я3=12 0м
1а—1—VNA/ W^
Рис. 2.8. Последовательная цепь, содержащая четыре резис-
тивных нагревателя с различными омическими сопротивлениями
Полное сопротивление может рассчитываться путем
сложения сопротивлений каждого нагревателя.
Шаг 1: Применим формулу Rt = R1 + R2 + R3 + R4...
Шаг 2: Подставим приведенные на рисунке значения
величин в формулу: Rt= 4+10+12+14 (Ом)
Шаг 3: Произведем вычисление R = 40 Ом
Воспользуемся законом Ома для расчета тока в цепи:
Шаг 1: Применим формулу 1=—
к
Шаг 2: Подставим данные значения в формулу:
I = 120/40
Шаг 3: Произведем вычисление: I = 3 А
Теперь применим закон Ома для расчета падения
напряжения в каждом нагревателе.
о»
зз SOU |ф
Шаг 1: Применим формулу Е = IR к каждому сопротивлению
Шаг 2: Подставим известные значения в формулу:
Е = 3x4 (символ ER1 означает падение напряжения на
сопротивлении)
Шаг 3: Произведем вычисления: ER1 = 12 В
Шаг 4: Произведем действия в соответствии с шагами 2 и 3
для каждого сопротивления цепи:
ER2 = 3 х 10 = 30 В
ER3 = 3 х 12 = 36 В
ER4 = 3 х 14 = 42 В
Заметим, что общее напряжение Е равно сумме падений
напряжения.
2.3. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Параллельные цепи имеют более чем один путь для
движения электронов. Другими словами, в параллельной цепи
электроны могут следовать двумя и более маршрутами
одновременно. При этом электрические устройства (нагрузки)
расположены в цепи так, что каждое из них подключается к
проводам электропитания.
Параллельные цепи распространены в промышленности,
поскольку большинство нагрузок обычно работает от
сетевого напряжения. Сетевое напряжение подается на
оборудование от основного источника электропитания и обычно
имеет значение 110 или 230 В. Параллельная цепь позволяет
напряжению достичь всех соединенных параллельно
электрических нагрузок (см. рис. 2.9). Обратите внимание, что
каждая нагрузка питается напряжением 110 В.
Рис. 2.9. Параллельная цепь с четырьмя компонентами с
сетевым напряжением каждого 110 В
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Применение
Параллельные цепи применяются в промышленности для
питания правильным сетевым напряжением различных цепей
в системе управления. На рис. 2.10 показана система
управления с несколькими параллельными цепями, питаемыми
сетевым напряжением. В этой схеме есть много путей для
движения электронов. Каждая цепь, подключенная на
принципиальной схеме между выводами Ц и Ц, параллельна
остальным цепям и питается сетевым напряжением.
Параллельные цепи применяются также во всех шинах
питания, подающих напряжение к нагрузкам в устройствах
нагрева, охлаждения и кондиционирования. Входящие в них
электрические нагрузки должны подключаться независимо к
источнику питания или соединяться в параллельную цепь, что
позволяет обеспечить их полным сетевым напряжением.
Рис. 2.10. Система управления
с несколькими параллельными
цепями; к каждой такой цепи
подведено сетевое напряжение
HI-
о
■и-
ГГГ
оЧ
[термостат - выключатель
юхпаждения низкого
нагреватель картера
РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ТОКА,
СОПРОТИВЛЕНИЯ И НАПРЯЖЕНИЯ
Обслуживающему персоналу довольно редко
приходится проводить расчеты для параллельных цепей. Обычно это
обязанность разработчиков оборудования. Тем не менее
обслуживающий персонал должен быть знаком с основными
понятиями и правилами для параллельных цепей.
Ток в параллельной цепи определяется для каждой ее
части и зависит от величины сопротивления последней. При
этом общий ток всей параллельной цепи есть сумма токов,
протекающих в каждой ее отдельной части. Ток в каждой
ГЛАВА 2 лГу^
35 Щ
отдельной цепи может рассчитываться по закону Ома при
известных напряжении и сопротивлении. Общий ток
параллельной цепи представляется следующим выражением:
it =i,.+ i2 + i3 + i4 + ...
Полное сопротивление параллельной цепи уменьшается
по мере подключения к ней дополнительных сопротивлений.
Оно не может быть получено суммированием всех входящих
в нее сопротивлений, а рассчитывается по следующей
формуле (при наличии двух сопротивлений):
Rt =Rr R2 /(Rt+ R2)
Если в цепи имеется три и более сопротивлений, то
обратная величина общего сопротивления соответствует сумме
обратных величин всех сопротивлений цепи (обратная
величина числа — это результат деления единицы на это число).
Следующая формула используется для расчета
сопротивлений параллельной цепи в случае, когда число входящих в нее
сопротивлений превышает 2:
J-=J- + J- + -!-■+...
Rt R1 R2 R3
Падение напряжения в параллельной цепи
соответствует сетевому напряжению, подведенному к нагрузке. Другими
словами, в параллельной цепи каждая нагрузка потребляет
полное напряжение, приложенное к цепи. Например, если к
цепи приложено 110 вольт, на нагрузке также будут все 110
вольт. Напряжение, приложенное к каждому из четырех
элементов приведенной на рис. 2.9 цепи, одинаково и
представляется следующим равенством:
Е, =Е, =Е2 =Е3 =Е4
Закон Ома может использоваться для расчета
напряжения, тока и сопротивления при двух известных параметрах
цепи. Вы можете использовать закон Ома для выявления
любых параметров параллельной цепи, но применять его
можно лишь относительно отдельных участков цепи.
Пример 1. Чему равен общий ток в параллельной цепи,
изображенной на рис. 2.11?
Шаг 1: В первую очередь подсчитаем ток через каждую тдель-
ную цепь с помощью формулы закона Ома в виде: l=E/R
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
36
Шаг 2: Для тока ^ подставим известные значения Е и R1 в
формулу и получим результат: I, = 230/10=23 А.
Шаг 3: Для тока l2 подставим известные характеристики
цепи в формулу и получим: l2 =230/23 = 10 А.
Я, =23 Ом
Рис. 2.11. Параллельная цепь для примера 1
Шаг 4: Воспользуемся выражением: l^+lj
Шаг 5: Подставим значения в формулу для lt и получим:
lt = l, + l2=23 + 10 = 33 А
Пример 2. Определите общее сопротивление
параллельной цепи на рис. 2.11.
Шаг 1: Воспользуемся формулой: р =,
R/R,
■t"Rt+R2
Шаг 2: Подставим известные значения величин в формулу:
D 1(^23 С07П
R* =ГХТ7Г^= Ь,97 Ом.
* 10+23
Пример 3. Каково сопротивление параллельной цепи, в
которую входят сопротивления 3 ома, 6 ом и 12 ом ?
Шаг 1: Воспользуемся формулой: | | | |
vv-+-
R. R.' R,' R,
Шаг 2: Подставим в нее известные значения:
-1=1+1+1
Rt 3 6 12
Шаг 3: Математические расчеты по этой формуле иногда
вызывают затруднения. Если Вы столкнулись с некоторыми
проблемами, посоветуйтесь с преподавателем.
37
ГЛАВАZ
2.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Как показывает промышленная практика, последовательно-
параллельные цепи редко применяются в отдельных цепях.
Такие цепи гораздо чаще наблюдаются в полных схемах
устройств нагрева, охлаждения и кондиционирования. Этот тип
цепей является комбинацией последовательных и
параллельных цепей, что иллюстрируется рис. 2.12. Последовательно-
параллельная цепь достаточно легка для понимания, когда
число входящих в нее компонентов невелико, восприятие ее
затрудняется при большом числе компонентов.
Обозначения.
LPS: Выключатель низкого давления
HPS: Выключатель высокого давления
THER: Термостат
С: Контактор
COMP: Компрессор
CFM1: Двигатель конденсаторного
вентилятора 1
CFM2: Двигатель конденсаторного
вентилятора 2
Рис. 2.12. Последовательно-параллельная цепь с четырьмя
нагрузками и управляющими выключателями
Последовательно-параллельные цепи часто
используются для объединения в одной схеме цепей управления и
питания (см. рис. 2.13). Компоновка большинства
последовательно-параллельных цепей осуществлена так, что все
элементы получают необходимое напряжение, а это обеспечивает
действие выключателей и контакторов, расположенных
последовательно к нагрузкам, и таким образом управляет
функционированием системы в целом. Любые расчеты параметров
последовательно-параллельных цепей должны выполняться
аккуратно, поскольку каждый ее участок относится к числу
последовательных или параллельных. Как только тип цепи установлен,
соответствующим образом производятся и расчеты. Наиболее
распространенным применением последовательно-параллельной
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
38
цепи в промышленности являются полные принципиальные
схемы компонента оборудования.
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного вентилятора
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
IFR: Реле комнатного вентилятора
HP: Выключатель высокого давления
LP: Выключатель низкого давления
R, G и Y — маркировка выводов
термостата
а
I (cfmV
Рис. 2.13. Принципиальная схема автономного кондиционера,
включающего в себя последовательно-параллельную
компоновку схем
Применение
В промышленности последовательно-параллельные цепи
используются, в частности, в большей части оборудования
нагрева, охлаждения и кондиционирования. Эти цепи
позволяют подвести необходимое напряжение к электрическим
нагрузкам. В параллельных цепях выключатели,
используемые для управления нагрузками, подключены
последовательно с последними. Обратимся вновь к рис. 2.13, на котором
представлена эта разновидность цепи.
В последовательно-параллельных цепях как
последовательные, так и параллельные шины используются для
электропитания нагрузок электрических схем. На рис. 2.13 компрессор,
двигатель конденсаторного вентилятора и двигатель
комнатного вентилятора подключены параллельно питающему
напряжению между выводами Ц и Ц. Катушки реле комнатного
вентилятора и контактора подключены параллельно шине
39 ™2*i Щ
трансформатора, предназначенной для питания нагрузок.
Использование параллельных цепей делает возможной прдачу
необходимого напряжения к нагрузкам электрических схем
оборудования. Последовательные цепи применяются в
электрических схемах оборудования кондиционирования в целях
управления и для подключения защитных выключателей,
которые останавливают и запускают нагрузки для поддержания
нужной температуры и безопасных условий
функционирования. Любой выключатель, подключенный последовательно к
нагрузке, будет запускать и останавливать ее в зависимости от
своего функционального положения. На рис. 2.13.
выключатели низкого и высокого давления и термостат соединены
последовательно и управляют катушкой контактора.
Краткие выводы
В промышленности используются электрические цепи трех
видов —- последовательные, параллельные и
последовательно-параллельные. Последовательная цепь имеет
единственный путь для движения электронов. Наиболее
распространенным типом цепи, используемым в промышленности,
являются параллельные цепи, содержащие более чем один путь
для движения электронов. Электрическая цепь этого типа
позволяет питающему напряжению достичь всех
электрических нагрузок. Последовательно-параллельная цепь —
комбинация последовательных и параллельных цепей.
Последовательные цепи составляют большинство
промышленных схем управления, поскольку при наличии в ней
какого-нибудь выключателя нагрузка в цепи будет включаться
или отключаться в зависимости от его положения. Например,
если какой-нибудь соединенный последовательно с
нагрузкой выключатель разомкнут, последняя будет обесточена; если
все выключатели в цепи замкнуты, нагрузка будет работать.
Если в цепи разомкнут выключатель, используемый для
контроля температуры, нагрузка отключается. Если выключатель
замкнут и подает напряжение, нагрузка будет работать. В
электрооборудовании последовательные цепи используются для
управления нагрузками.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Параллельные цепи используются в промышленности и
оборудовании для гарантий подведения требуемого
напряжения к нагрузкам. Аналогично они применяются в
электропроводке зданий, чтобы обеспечить подведение напряжения
сети ко всем штепсельным розеткам.
Последовательно-параллельная цепь является комбинацией
последовательных и параллельных цепей. При правильном
сочетании таких цепей система управления осуществляет
питание и управление ими. В большинстве электрических
систем управления, приводящих в действие оборудование,
используются последовательно-параллельные цепи.
Последовательные и параллельные цепи имеют
различные соотношения между значениями напряжения, тока и
сопротивления. В последовательной цепи напряжение
распределяется между входящими в нее нагрузками, что
послужило причиной отказа от использования такой цепи для
питания нагрузок в составе оборудования. Сумма всех
сопротивлений последовательной цепи является ее общим
сопротивлением. В параллельной цепи напряжение во всех ее шинах
одинаково, что и обусловило ее применение. Сумма всех
токов в цепи является ее общим током. Обратная величина
общего сопротивления равняется сумме обратных величин
всех сопротивлений, входящих в цепь.
Вопросы
1. Что такое последовательная цепь?
2. Что такое цепь управления?
3. Как последовательные цепи находят применение в
оборудовании кондиционирования?
4. Почему последовательные цепи используются в большинстве
цепей управления?
5. Что происходит с падением напряжения в последовательных цепях?
6. Что такое параллельная цепь?
7. Почему параллельные цепи используются для подведения
электропитания к нагрузкам?
8. Почему параллельные цепи используются в схемотехнике
устройств кондиционирования?
41 22» Щ
9. Что такое последовательно-параллельная цепь?
10. Почему последовательно-параллельные цепи важны в
схемотехнике, используемой в оборудовании кондиционирования?
11. Как должны подключаться по отношению к оберегаемой
нагрузке выключатели, используемые в качестве защитных
устройств?
12. Что произойдет, если соединить последовательно две нагрузки,
рассчитанные на напряжение 100 В?
13. Будет ли возможным, подключив два защитных коммутатора
параллельно нагрузке, надлежащим образом защитить ее?
14. Сравните расчеты напряжения, тока и сопротивления в
последовательных и параллельных цепях.
15. Что необходимо для образования электрической цепи?
16. Каково сопротивление параллельной цепи с сопротивлениями
2 0м, 4 0м, 6 0м и 10 Ом?
17. Каково сопротивление параллельной цепи с сопротивлениями
10 Ом и 20 Ом?
18. Чему равен общий ток параллельной цепи при токах через ее
шины 2 А, 7 А и 12 А?
19. Каково напряжение в последовательной цепи с четырьмя
падениями напряжения по 30 В каждое?
20. Нарисуйте последовательно-параллельную цепь с одним
выключателем, управляющим одной нагрузкой.
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и активного обращения с
изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторной работе № 2 «Последовательные и параллельные цепи».
ГЛАВА 3
ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Электричество используется в управлении и работе всех
устройств нагрева, кондиционирования и холодильников.
Приблизительно 80% всех вызовов обслуживающего персонала
связаны с неполадками в электрических системах.
Электроизмерительные приборы являются необходимыми в
большинстве случаев для правильной диагностики электрических
отказов. Огромное число неисправностей электрического
характера, встречающихся при эксплуатации оборудования,
требуют от обслуживающего персонала умения корректно
считывать показания и пользоваться электроизмерительными
приборами. В промышленности есть много типов
измерительных приборов. Некоторые из них являются
специализированными, тогда как другие предназначены для выполнения
обслуживающим персоналом повседневных задач.
Монтажник должен уметь считывать показания
измерительных приборов, чтобы правильно завершить первый
запуск и проверку оборудования. Он должен уметь считывать
показания и пользоваться приборами для проверки
электрических характеристик только что установленной системы
нагрева, кондиционирования или холодильника. Никакой
монтаж оборудования не будет закончен без проверки
электрических характеристик собранной системы.
Обслуживающий техник диагностирует и устраняет
неисправности, найденные в холодильниках, устройствах нагрева
43 !»££ ^
и кондиционирования воздуха. Этот техник должен уметь
считывать показания и пользоваться всеми типами
электроизмерительных приборов для быстрого и эффективного
обнаружения причин электрических отказов. Без
электроизмерительных приборов и умения правильно пользоваться
ими обслуживающий техник столкнется с почти
неразрешимыми проблемами в процессе поиска электрических
неисправностей.
Электроизмерительный прибор — устройство,
используемое для измерения параметров электрической цепи. Есть
измерительные приборы различных типов и конструкций, их
нужно выбирать для использования в промышленности.
Большинство приборов применяются монтажниками и
обслуживающими механиками. Приборы должны быть надежными и
обеспечивать достаточную точность.
Наиболее важными для промышленного персонала
характеристиками электрической цепи являются напряжение,
ток и сопротивление. Хотя имеются и другие значимые
характеристики, эти три имеют наибольшее значение.
Наиболее распространенные приборы в основном обеспечивают
измерение именно этих характеристик. Большинство
измерительных приборов, применяемых в промышленности,
способны измерять более чем одну электрическую
характеристику. Наиболее распространенными измерительными
приборами, используемыми в промышленности, являются вольт-
оммиллиамперметры и амперметры с измерительными
клещами, позволяющие измерять напряжения, сопротивления и
токи.
Монтажники и обслуживающие механики должны быть
аккуратны в выборе измерительных приборов. Эти
приборы выбираются в расчете на их повседневное
использование. Техники должны выбирать приборы с наиболее
подходящими пределами для часто измеряемых ими
характеристик.
Мы рассмотрим основные понятия, используемые при
измерении электрических характеристик вместе с различными
типами и конструкциями измерительных приборов.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
3.1. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Электроизмерительный прибор — устройство,
используемое для измерения каких-нибудь электрических
характеристик цепи. Наиболее распространенными типами
измерительных приборов являются вольтметры, амперметры и омметры.
Основные понятия
Функционирование большинства электроизмерительных
приборов основано на использовании
магнитоэлектрического эффекта. При движении электронов по проводнику
электрической цепи вокруг него возникает магнитное поле (см.
рис. 3.1). Это магнитное поле используется для
перемещения стрелки прибора на определенное расстояние, которое
характеризует собою величину измеряемого параметра (вольт,
ампер или ом). Чем сильнее магнитное поле, тем больше
отклонение стрелки. И наоборот, чем слабее магнитное поле,
тем меньше перемещение стрелки.
магнитное поле
■'Л\ //"'у /Л)
f- Li " М " J '=7=1
Ку УСУ v;;'/
\ проводник, пропускающий ток
Рис. 3.1. Магнитное поле, возникающее вокруг проводника с
электрическим током
Если стрелка компаса подвешена вблизи проводника, в
котором нет электрического тока, она реагирует только на
магнитное поле Земли и не испытывает никаких других
отклонений (см. рис. 3.2). Однако когда через тот же проводник
протекает ток, стрелка компаса разворачивается вдоль линий
магнитного поля последнего (см. рис. 3.3). Механическое
перемещение стрелки вызывается магнитным полем, созданным
движением электронов через проводник. Чем больше ток, тем силь-
ш
45
ГЛАВА 3
нее созданное им магнитное поле и тем длиннее путь стрелки
по шкале прибора. Этот простой принцип является основным
в устройстве и работе большинства приборов.
Рис. 3.2. При отсутствии тока
стрелка компаса реагирует только
на магнитное поле Земли
Магнитное поле,
созданное проводником
С.ЭЛ. ТОКОМ
стрелка
компаса
проводник, в котором
[отсутствует эл. ток
'■^г* п
Рис.3.3. При наличии тока в про-
воднике стрелка компаса занимает
положение вдоль линии созданного
током магнитного поля
проводник
СЭЛ. ТОКОМ
Отличия между измерительными приборами
Основное отличие одного прибора от другого состоит не
в измерительном движении стрелки (за исключением
цифровой индикации), а в его внутренних цепях и способах
создания магнитного поля. Для движения электронов в
электрической цепи должна присутствовать нагрузка. Это движение
электронов несколько отличается в амперметрах с
измерительными клещами, вольтметрах и омметрах. Прибор с
измерительными клещами «извлекает» магнитное поле из набора
пластин, образующих эти клещи. В вольтметре для создания
магнитного поля используется резистор, нагружаемый при
подаче в цепи прибора напряжения. Омметр содержит свой
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... aq
собственный источник питания и использует измеряемое
устройство в качестве нагрузки при создании магнитного поля.
Во всех трех приборах применяется одно и то же
измерительное движение, если не используется цифровая
индикация. Способы подключения нагрузок и источников питания в
них изменяются, чтобы добиться перемещения стрелки в
допустимых пределах и обеспечить возможность измерения
величины магнитного поля.
Приборы могут комбинироваться и располагаться в одном
корпусе или быть полностью специализированными. Вольт-
омметр, как подсказывает его название, используется для
измерения как напряжения, так и сопротивления — в
зависимости от выбранной шкалы.
Измерительное движение, созданное магнитным полем
вокруг проводника, находит отражение в перемещении
стрелки по шкале прибора. Эта шкала обычно разбивается на
несколько основных шкал с различными пределами
изменения напряжения, тока и сопротивления. Некоторые
измерительные приборы имеют селекторный переключатель:
измерительное движение показывается определенной точкой на
шкале, но используемая шкала устанавливается человеком с
помощью переключателя.
Цифровые приборы становятся более
распространенными в промышленности из-за снижения их стоимости в
последние годы и простоты считывания показаний. Другая причина
роста их популярности — распространение электронных
регуляторов, которым часто требуется прибор, способный
точно измерять малые напряжения, что связано с низкой
амплитудой напряжений сигналов. Аналоговый прибор с
перемещающейся по шкале стрелкой показан на рис. 3.4.
Механик должен оценивать значения величин внутри делений на
шкале индикатора. Показания цифровых приборов могут счи-
тываться более точно, поскольку при этом не требуются
подобные оценки. Простота считывания показаний цифровых
приборов является их преимуществом и многие техники
пользуются ими сегодня в повседневной практике.
Большинство цифровых приборов используют индикатор
с числом разрядов, равным 31/2 и 41/2. На рис. 3.5
представлен 31/2-разрядный индикатор, а на рис. 3.6 — 41/2 -разряд-
ш
47
ГЛАВА 3
ный. Обозначение цифровых индикаторов может
объясняться упоминанием о разряде, как об имеющем ноль или
единицу и располагающемся в его левой части. Цифры 3 и 4
представляют остальные разряды цифрового отсчета. Например,
показание индикатора 31/2 будет отображать
четырехзначное число, левая цифра которого может принимать значения
О или 1 (такое как 1999). Это разрешение определяет
основную точность прибора. Типовая точность цифрового вольт-
оммиллиамперметра ±1% от измеряемого значения (для
сравнения типовая точность аналогового прибора ±2% от
верхнего предела шкалы).
В то время как функционирование аналоговых приборов
основано на воздействии магнитного поля на стрелку
индикатора, в цифровых приборах достигнуто использование
закона Ома для измерения и отображения характеристик
электрической цепи.
Рис. 3.4. Шкала аналогового
измерительного прибора со стрелкой
?
ZzL
few4* l
193.9
Рис. 3.5. Цифровой индикаторе
числом разрядов 3 */2
1534 Б
Рис. 3.6. Цифровой индикаторе
числом разрядов 4 */2
В цифровых измерительных приборах применяются два
способа защиты их внутренних схем. Некоторые из них
защищены с помощью внутренних цепей, которые
обнаруживают состояние перегрузки, а затем возвращают прибор к
нормальному функционированию. Этим механизмом обычно
защищается функция измерения сопротивления от подачи
напряжения. Остальные цифровые приборы защищены
предохранителями, которые должны заменяться для
восстановления их работоспособности.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
48
3.2. АМПЕРМЕТРЫ
В амперметрах используется основной принцип
измерительного движения, рассмотренный в разделе 3.1. Величина
магнитного пояя характеризуется расстоянием, пройденным
стрелкой по шкале индикатора. Рис. 3.7а иллюстрирует
магнитное поле и измерительное движение при большом токе
через проводник. На рис. 3.76 изображено магнитное поле и
измерительное движение при малом токе в проводнике. Чем
больше ток, тем сильнее магнитное поле и тем,
соответственно, длиннее путь стрелки по шкале индикатора.
магнитное!
nonel
"**^"~л
ff(\
Х^"*Ч
Т:\
Г
*> \)
проводник
(а) большой ток
проводник
(б) малый ток
Рис. 3.7. Шкала амперметра, показывающая значение
силы тока
Амперметр измеряет силу тока в электрической цепи.
Существуют, в основном, два типа амперметров,
используемых сегодня в промышленности: амперметры с токоизмери-
тельными клещами и амперметры, подключаемые в токопро-
водящую линию (линейные амперметры). Амперметры с
измерительными клещами наиболее популярны ввиду
простоты применения. Вы просто охватываете клещами проводник,
подающий питание на нагрузку или пропускающий ток.
Линейные амперметры главным" образом используются в
качестве встроенных элементов электроизмерительных
панелей. Они также выпускаются со специально изготовленными
выводами, позволяющими обслуживающему технику
использовать их как подключаемое к цепи устройство. Для получе-
49 sua щ
ния правильных показаний линейный амперметр должен
подключаться последовательно с нагрузкой, ток которой нужно
измерить. В большинстве случаев весьма непрактично
разрывать проводник для подключения линейного амперметра и
получения с его помощью показаний. По этой причине, как
правило, используется амперметр с измерительными клещами.
Амперметры с измерительными клещами достаточно
просты в применении: следуйте нескольким элементарным
правилам. Клещи прибора должны охватить проводник, питающий
нагрузку или цепь. Магнитное поле, созданное
электрическим током через проводник, улавливается измерительными
клещами и передается во внутренние цепи прибора.
Никогда не охватывайте клещами два провода для получения
показаний. Если токи в проводах движутся в противоположных
направлениях, как это часто и бывает, прибор покажет ноль,
поскольку эти токи компенсируют друг друга. Если направления
токов не противоположны, прибор покажет ток обоих
проводников. В любом случае вы получите неправильные показания,
которые могут привести к ошибочной диагностике отказов.
При малых токах вы можете столкнуться с трудностью
получения правильных показаний из-за незначительного
отклонения стрелки. Эта проблема разрешается путем
наматывания провода вокруг измерительных клещей прибора, что
позволяет прибору воспринимать более крупный ток, чем тот,
что фактически существует. Прибор будет более точен,
поскольку точка его отсчета придется на середину шкалы и
сможет легко считываться.
Чтобы получить правильный результат при использовании этого
способа, разделите показания прибора на число витков провода
на измерительных клещах. На рис. 3.8 изображен амперметр с
тремя витками провода на его клещах. Правильный результат
может быть получен делением показаний
прибора, которое равно 4, на число витков на
клещах, которое составляет 3. Следовательно, ток
через нагрузку равен 1,33 А. Запомните:
показания прибора должны всегда делиться на
число витков провода на его клещах.
Рис. 3.8. Амперметр
Их
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gQ
Амперметр с измерительными клещами — один из
наиболее ценных инструментов, который обслуживающий
персонал может всегда носить с собой. Когда вы устанавливаете
систему, знание силы тока через ее оборудование подскажет
вам, работает ли устройство правильно. Вы можете также
установить множество отказов в электрических цепях с
помощью амперметра с измерительными клещами. Такой
амперметр может содержать в себе встроенные в него другие
измерительные приборы. Например, один и тот же
амперметр с измерительными клещами может иметь такое
исполнение, что будет измерять ток, напряжение и сопротивление.
3.3. ВОЛЬТМЕТРЫ
Вольтметр предназначен для измерения величины
электродвижущей силы, приложенной к цепи или нагрузке. Это —
важное обстоятельство для персонала, связанного с
устройствами нагрева, охлаждения и кондиционирования, из-за
широкого диапазона колебаний напряжения в наших сетях.
Вольтметры бывают и самыми простыми, и сложными,
содержащими множество шкал. Простейший из имеющихся в
наличии вольтметров является небольшим, недорогим и
способным измерить напряжение в пределах от 110 до 230 В.
Несколькими изготовителями поставляются проаые
вольтметры, которые способны измерять только напряжение, но
такие приборы встречаются все реже и реже. Более
распространены вольтметры, которые измеряют как напряжение, так
и сопротивление. Они доступны во многих исполнениях, и
обслуживающему персоналу следует выполнять инструкции
для конкретно используемой модели. Обычный вольтметр
имеет три шкалы напряжения и несколько диапазонов его
измерения. В некоторых приборах также содержится
высоковольтный щуп.
Вольтметр создан во многом похожим на амперметр,
однако в его цепи добавлен резистор, чтобы исключить короткое
замыкание и сделать возможным перемещение электронов в
приборе. В вольтметре используются два вывода, которые
подключаются к щупам, ведущим к внешним цепям. Для получе-
ш
5i sua ^
ния показаний два вывода должны коснуться или быть
соединенными с проводниками, которые питают нагрузку или цепь и
передают электродвижущую силу к прибору. Электроны
поступают по выводам в прибор и проходят через резистор с
известным сопротивлением. Чем больше напряжение на
приборе, тем больше магнитное поле и длиннее путь стрелки.
Когда напряжение, приложенное к работающему
оборудованию, неизвестно, следует начать измерения с самой
высокой шкалы прибора. Далее изменяйте настройку прибора
до тех пор, пока стрелка не займет положение в правой части
шкалы. Никогда не используйте прибор для измерения
напряжения, превосходящего верхний предел шкалы.
Вольтметр совершенно необходим для персонала,
который имеет какое-нибудь отношение к электрической части
оборудования или к его установке или обслуживанию.
Никакое оборудование нагрева, охлаждения или
кондиционирования не будет работать при опасном напряжении, то есть при
слишком высоком или слишком низком его значении. Все
оборудование спроектировано так, чтобы работать в
диапазоне напряжений ± 10% от номинального значения. Однако
в отдельных случаях действующее напряжение может
выходить за допустимые значения. Поэтому обслуживающий
персонал должен всегда проверять подаваемое напряжение.
Монтажник не завершит установку оборудования, пока не
проверит поступающее на него напряжение. Обслуживающим
механикам часто нужно измерять напряжение на
оборудовании, что является частью работ по поиску неисправностей. К
тому же вольтметр может использоваться обслуживающими
механиками как инструмент диагностирования отказов.
Следовательно, вольтметр необходим для правильного монтажа
и обслуживания.
3.4. ОММЕТРЫ
Омметры предназначены для определения
функционального состояния элемента или сети. Этим прибором можно
воспользоваться для обнаружения обрыва в цепи, ее
элементе или короткого замыкания в них. Он может применяться
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
52
также для измерения фактически существующего
сопротивления цепи или ее элемента.
Слово целостность применяется многократно, когда
обращаются к использованию омметров. Термин целостность
означает, что конкретная цепь или элемент имеют полный
путь для движения электронов. Обрыв в цепи или элементе
означает отсутствие сопротивления или бесконечно большое
сопротивление в цепи. Термин измеримое сопротивление
означает фактическое сопротивление, которое измеряется
омметром. Рис. 3.9 иллюстрирует три возможных ситуации,
которые могут возникнуть на шкале омметра.
К\\\\\Ш///^И
-• #
а) нет сопротивления
(ЕОрОТКО* ШЙШЙИ)
г
^\\Ш///^|
^С^
сопротивление
■)
сопротивление (обрыв цепи)
Рис. 3.9. Различные ситуации в цепи
Омметр — весьма ценный инструмент для
диагностирования и устранения отказов в электрических цепях. На
практике проверяются множество устройств и цепей. Омметр
предоставляет простой способ проверки цепей на наличие
обрывов (т.е. разомкнутая цепь), коротких замыканий (т.е.
закороченная цепь) или измеримого сопротивления.
Цепь с обрывом служит причиной отсутствия отклонения
стрелки омметра, поскольку такая цепь незамкнута.
Например, обрыв цепи может случиться в перегоревшем
предохранителе, обмотке двигателя и в любом м^сте, где электри-
53
ГЛАВА 3
ческая цепь не содержит полного пути для движения
электронов.
Короткое замыкание в электрическом устройстве или цепи
становится причиной неприятностей, поскольку это означает,
что два провода электропитания соприкасаются, что
вызывает перегрузку. Во многих случаях короткое замыкание
означает неправильное подключение элементов. Замкнутый
выключатель считается закороченным, но без такой
разновидности короткого замыкайия ни одно устройство нагрева,
охлаждения или кондиционер не смогут работать правильно.
Во многих случаях вам придется измерять сопротивление
элемента, чтобы убедиться, что он находится в хорошем
функциональном состоянии. Большинство производителей
предоставляют обслуживающему персоналу точное омическое
сопротивление двигательных обмоток и других элементов
оборудования.
Измерительное движение в омметрах предназначено и
создано для очень низких токов, создаваемых его
внутренним источником питания (как правило, это батарейка). На
рис. 3.10 изображены внутренние цепи омметра. Омметр
работает почти так же, как амперметр и вольтметр, за
исключением маленького тока, поступающего от внутреннего
источника питания. В омметре также используется магнитное
поле для движения стрелки, но это поле создается
автономным источником питания прибора. Два вывода омметра
подключены к его внутренним цепям, содержащим
сопротивление и источник питания. Количество тока, которое
небольшая батарейка способна «протолкнуть» через проверяемое
устройство, характеризует величину его сопротивления и
определяет отклонение стрелки.
встроенная батарейка"-!
к проверяемому
объекту
Рис. 3.10. Схема омметра
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... еА
Из-за малых значений тока, на которые рассчитан омметр,
последний никогда не должен подключаться к работающей
цепи или устройству. Назначение омметра — просто
измерение сопротивления устройства или цепи. К счастью,
большинство омметров снабжены каким-нибудь типом защиты от
перегрузок, чтобы защитить внутренние цепи прибора при
воздействии сетевого напряжения.
На практике встречаются множество типов и
конструкций омметров. Во многих случаях омметры и вольтметры
объединяются в один прибор с двумя функциями.
Некоторые производители создают и поставляют на рынок
недорогие комбинированные приборы из вольтметров,
омметров и амперметров. В этом приборе с тремя функциями
использован омметр с низкими пределами сопротивлений;
он не может применяться для многих работ, которые
обязан делать обслуживающий механик. Более дорогие
вольтметры более точны и охватывают все поддиапазоны
сопротивлений. Эти измерительные приборы обычно
содержат по меньшей мере три шкалы сопротивлений (как
правило, R х 1, R х 100 и R х 10000). Некоторые из них имеют
больше поддиапазонов сопротивлений. Эти
дополнительные поддиапазоны полезны для некоторых операций,
связанных с поиском неисправностей.
Краткие выводы
Электричество играет важную роль в промышленности.
Основная часть оборудования содержит электрические
системы управления, хотя оно может приводиться в действие с
помощью иных источников энергии. Следовательно,
промышленному персоналу важно знать основные типы
электрических измерительных приборов. Около 80% всех
неисправностей оборудования или устройств носят
электрический характер, что показывает большую роль измерительных
приборов.
Амперметр используется для измерения тока в
электрической цепи. В настоящее время в промышленности
используются два типа амперметров. Наиболее часто применяется
ш
55 sua щ
амперметр с измерительными клещами. С амперметром
этого типа необходимо только охватить клещами проводник,
питающий цепь или нагрузку, и измерить ток. Линейные
амперметры должны устанавливаться последовательно с
нагрузкой или цепью, чтобы измерить их ток. Поскольку это
связано с временными издержками, линейные амперметры
используются редко.
Вольтметр используется для измерения напряжения
электрической цепи. Он должен подключаться параллельно цепи
для определения приложенного к ней напряжения. С
помощью вольтметра можно установить напряжение источника,
падение напряжения и асимметрию напряжений. Первый шаг
поиска неисправностей в устройстве кондиционирования
воздуха — это определить, подано ли напряжение на
оборудование или устройство.
Омметр применяется для измерения сопротивления
цепей или устройств. В целях избежания повреждений
омметр должен использоваться при отключенном питании
цепей. Большинство омметров снабжены встроенным
источником питания. Омметр применяется для определения
состояния электрических устройств, используемых в
оборудовании кондиционирования, как, например, двигатели,
нагреватели, катушки контакторов, соленоидные вентили и другие
элементы. Проверка целостности цепи — другое
назначение омметра, которое определяет, есть ли замкнутый путь
для электрического тока.
Снижение стоимости цифровых измерительных приборов
сделало их более популярными в промышленности.
Цифровые измерительные приборы могут использоваться без
интерполяции показаний, что создает им преимущества перед
аналоговыми приборами, в которых эта интерполяция
должна выполняться с учетом положения стрелки на шкале.
Механикам следует выбирать измерительные приборы, которые
наилучшим образом отвечают их потребностям в
повседневной практике. При правильном обращении измерительные
приборы прослужат много лет.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... кд
Вопросы
1. Каковы три наиболее распространенных электрических
измерительных прибора, используемых на практике?
2. Почему обслуживающий персонал должен быть компетентен в
использовании электроизмерительных приборов?
31 Практически все аналоговые приборы основаны
на использовании • .
4. Как функционирует амперметр?
S Каковы два типа амперметров? Какой из них чаще используется
в промышленности?
6. Каков будет результат измерений в случае охвата клещами
амперметра двух токонесущих проводов?
7. Как измеряют очень маленькие токи с помощью амперметра с
измерительными клещами?
8. Как функционирует аналоговый вольтметр?
9. Оборудование кондиционирования и холодильников может
правильно функционировать в диапазоне питающих напряжений..
от номинального значения.
10. Если обслуживающий механик не имеет представлений о
величине приложенного к устройству напряжения, какого порядка
действий должен он придерживаться при его измерении?
11. Какие предосторожности следует соблюдать при пользовании
омметром?
12. Что означает термин целостность?
13. Что такое закороченная цепь?
14. Что такое обрыв цепи?
15. Какие обстоятельства следует принимать во внимание при
покупке измерительных приборов?
16. Какова реакция омметра на измеримое сопротивление,
короткое замыкание и обрыв цепи?
17. Линейный амперметр должен подключаться по отношению к
цепи .
18. Вольтметр подключается к цепи .
19. Сформулируйте отличия в строении внутренних цепей омметра,
вольтметра и амперметра.
20. В чем заключается отличие между принципами действия
цифровых и аналоговых измерительных приборов?
о*
57 ™2i£ ц£
21. Сообщите три основных достоинства цифровых измерительных
приборов.
22. Какой основной принцип используется в цифровом
измерительном приборе для расчета определяемых характеристик цепи?
23. Какова основная точность большинства аналоговых и
цифровых измерительных приборов?
24. Какова разница в цене низшего разряда между цифровыми
индикаторами с числом разрядов У/2 и 4У2?
25. Каким образом производится защита цифровых
измерительных приборов?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и закрепления
изложенного в этой главе материала обратитесь к лабораторной
работе № 1 «Считывание показаний измерительных приборов».
ГЛАВА 4
ЭЛЕМЕНТЫ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СХЕМЫ
УСТРОЙСТВ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Из-за высокого уровня сложности современных устройств
кондиционирования, нагрева и охлаждения производственный
персонал должен уметь читать и понимать все типы
электрических схем. Электрические схемы содержат изобилие
информации о конкретной установке и функционировании ее
оборудования. Монтажник оборудования руководствуется
электрической схемой в своем стремлении правильно
смонтировать электрические соединения на устройстве.
Обслуживающий механик пользуется электрическими схемами в процессе
поиска неисправностей в электрических цепях устройства.
Было бы практически невозможно, чтобы электрические
схемы состояли из фотографий элементов оборудования. Они
были бы слишком громоздкими и во многих случаях
чересчур сложными за счет многочисленности проводов,
подводимых к определенным устройствам. Следовательно, в схемах
используются символы для изображения таких элементов, как
компрессоры, двигатели комнатных вентиляторов,
термостаты, мембранные выключатели и нагреватели.
Производственный персонал должен уметь распознавать большинство
условных обозначений и знать, где искать остальные.
Большинство изготовителей пользуются одинаковыми
обозначениями для каждого типа электрического устройства, хотя
и встречаются незначительные расхождения между наибо-
59 ЗИП Q
лее крупными фирмами. Следовательно, знание основных
схемных обозначений — настоятельная необходимость, если
вы намерены достичь успеха в этой области.
Мы начнем наши занятия с обсуждения различных типов
электрических нагрузок, встречающихся в оборудовании, и основных
условных обозначений, используемых для каждой из них.
4.1. НАГРУЗКИ
Нагрузки — это электрические устройства, потребляющие
электричество для выполнения полезной работы, такие как
электродвигатели, соленоиды, резистивные нагреватели и другое
энергопотребляющее оборудование. Размеры нагрузок могут
изменяться от устройств с небольшим потребляемым током
(например, осветительная лампа, небольшой вентиляторный двигатель
или соленоид) до крупных двигателей с током более 100 А.
Нагрузки — самая важная часть устройств нагрева,
охлаждения и кондиционеров, поскольку ими выполняется
практически вся работа системы. Нагрузками приводятся в
действие компрессоры, которые сжимают и перемещают
хладагент в системе. Ими движутся вентиляторы, нагнетающие
воздух. Благодаря им действует катушечная часть реле,
которая запускает и останавливает другие нагрузки. Нагрузки
также приводят в действие и другие устройства,
выполняющие полезную работу. Производственный персонал должен
уметь узнавать обычные обозначения нагрузок и знать, где
найти их редко используемые разновидности, поскольку
каждая электрическая схема состоит из упомянутых
обозначений и соединений между ними.
В следующих разделах мы подробно рассмотрим
различные типы нагрузок, применяемых в производстве.
Электродвигатели
Электродвигатели — это устройства, сообщающие
вращательное движение другому оборудованию системы за
счет потребления электрической энергии. Электродвигатели
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
60
используются в промышленности для вращения таких
устройств, как компрессоры, конденсаторные вентиляторы,
насосы, и другого оборудования, нуждающегося во
вращательном движении. Двигатели — самая крупная и важная
нагрузка в системах нагрева, охлаждения и кондиционерах.
На рис. 4.1 приведены наиболее часто используемые
обозначения электродвигателей.
о
Наиболее часто используемое обозначение
<
Альтернативное обозначение
Рис. 4. /. Условные обозначения электродвигателя
Буквенные обозначения расскажут вам, каким целям
служит двигатель в оборудовании. На рис 4.2 представлены
условные обозначения двигателей различного назначения.
Следует уделить особое внимание буквенным
обозначениям двигателей, поскольку иногда в них есть внутрикорпус-
ная защита (см. рис. 4.2д).
а) двигатель конденсаторного в) дВИгатеЛь компрессора
вентилятора >—•^
CFM н— ~Ггм 7— Z&/—
б) двигатель испарительного
вентилятора
-* + <С сомр
г) двигатель компресТБрГ" *> Двигатель компрессора
с внутрикорпуснои защитой
Рис. 4.2. Условные обозначения электродвигателей
различного газначения
61
ГЛАВА 4
Катушки индуктивности (соленоиды)
Катушка индуктивности — это электроэлемент, который
создает магнитное поле при подключении к нему напряжения
и вызывает некоторые действия у электрических устройств, таких
как реле и вентили. Соленоиды считаются нагрузками, поскольку
потребляют электричество для выполнения полезной работы.
Катушки являются открывающими и закрывающими
устройствами, управляющими определенным элементом
системы. Соленоидные вентили -— это коммутаторы, которые
отпираются и запираются, возобновляя и останавливая ток
(жидкости или газа). Катушки индуктивности применяются
в реле и контакторах, обсуждаемых далее в этом разделе.
Некоторыми распространенными соленоидными вентилями
являются вентили нагнетательных линий, вентили
оттаивания, вентили трубопроводов жидкого хладагента.
Нагреватели
Нагреватели — это нагрузки, которые встречаются во
многих устройствах и на электрических схемах. Нагреватель
потребляет электрическую энергию и преобразует ее в тепло. В
отдельных случаях электрический резистивный нагреватель
применяется для отопления зданий. Такие устройства могут
также использоваться и для разогрева небольшого предмета или
объема. Условное обозначение всех нагревателей одинаково.
Только буквенное обозначение поможет вам установить, для
чего используется нагреватель. На рис. 4.3 приводятся виды
нагревателей в схемах наряду с некоторыми
распространенными буквенными обозначениями.
■ЛЛЛ/ WV-
а) нагреватель СН
б) нагреватель картера
-ЛЛЛг-
SUPP Н
в) дополнительный нагреватель
Рис. 4.3. Условные обозначения некоторых применяемых
резистивных нагревателей
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
Световая сигнализация
62
Световая сигнализация нужна для того, чтобы отражать
определенное состояние системы. Буква внутри схемного
обозначения указывает цвет светового индикатора (см. рис. 4.4).
Световая сигнализация проявляется в многообразии цветов
и не ограничивается приведенными на рис. 4.4. Она
используется для индикации того, какое оборудование работает или
какая его часть работает при небезопасных обстоятельствах.
Световая индикация обычно включается при запуске
оборудования или его частей.
а) красный б) зеленый в) синий
Рис. 4.4. Обозначения световых индикаторов с указанием
их цвета
4.2. КОНТАКТОРЫ И РЕЛЕ
Контакторы и реле — устройства, которые размыкают и
замыкают одну или несколько групп электрических
контактов под воздействием электромагнитного поля катушки. Они
представляют собой сочетание контактов и катушки. Когда
на катушку подается напряжение, контакты размыкаются или
замыкаются — в зависимости от их исходного состояния (то
есть если они были разомкнуты, то замкнутся, и наоборот).
В системах управления кондиционеров должен
содержаться какой-нибудь способ управления нагрузками. В
большинстве случаев для этого используется реле или контактор,
которые широко применяются в системах управления.
Следовательно, настоятельно необходимо, чтобы производственный
персонал умел распознавать условные обозначения реле и
контакторов.
Единственное отличие между реле и контактором
заключается в их размере. Контактор — это просто мощное реле.
Обычно эти элементы различаются значением номинального
63 2Й5И Q
тока. Контактор способен выдержать ток 20 А и более. Реле
используется для токов менее 20 А. Весьма уместно
использование контакторов там, где ток устройства превышает 20 А.
Контакторы и реле играют важную роль в системах
управления любого кондиционера, холодильника и нагревателя.
Например, контакторы и реле используются для запуска и
остановки различных нагрузок в холодильниках. В
большинстве кондиционеров компрессоры управляются контактором
или магнитным пускателем. Реле могут использоваться как
вспомогательное устройство, то есть для управления другим реле и
контактором. Наиболее важный для запоминания факт — в
большинстве систем имеется несколько реле и по меньшей
мере один контактор. Эти реле и контакторы всегда
управляют определенной нагрузкой.
Реле и контакторы состоят из двух основных частей —
контактов и катушки индуктивности, или соленоида. Контакты
выполняют электрическое соединение. На рис.4.5 приводится
обозначение для полюса, или контакта, реле (контактора). Термин
«полюс» употребляется в отношении одной контактной группы.
Однако в определенных случаях реле или контактор могут
содержать два или три полюса, что означает наличие у них двух
или трех контактных групп. Катушка, или соленоид, — другая
часть реле, которая получает питающее напряжение и
посредством магнитного поля замыкает контакт или контакты.
Каждый символ, приведенный на рис. 4.6, может обозначать катушку
реле или контактора. Обозначения реле или контактора
совпадают в том случае, когда они содержат одинаковое количество
полюсов и имеют в принципе одинаковое назначение (за
исключением величины коммутируемого тока).
—II—
Рис. 4.5. Условное обозначение нормально разомкнутого
контакта реле или контактора
Рис. 4.6. Условное обозначение катушек реле или контактора;
любой символ может использоваться для каждого устройства
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
64
Все обозначения даются для свободного положения
контактов, то есть при отсутствии напряжения на катушке
устройства. На рис. 4.5 показан нормально разомкнутый полюс
в свободном состоянии.
Термин нормально указывает на положение контактов
обесточенного устройства. Контакты на рис 4.5 называются
нормально разомкнутыми. Это означает, что они будут
замыкаться при подаче питания на реле или контактор.
Нормально замкнутые контакты при подаче питания размыкаются.
Термины «нормально замкнутый», «нормально
разомкнутый», «находящийся под напряжением» и «свободный» очень
важны для понимания порядка функционирования реле и
контакторов в электрических схемах. На рис. 4.7а показано реле
с двумя нормально разомкнутыми и одной нормально
замкнутой контактными группами в свободном состоянии (при
отсутствии напряжения на катушке). На рис. 4.76 изображены
эти же контакты, но при нагруженной катушке (напряжение
приложено к катушке). В свободном состоянии реле ток
через контакты 1 и 2 невозможен, однако он пройдет через
контакт 3. Если на реле подано напряжение, ток пойдет через
контакты 1 и 2, но его не будет в контакте 3.
1
а) свободное состояние
1
У-
6) под напряжением
Рис. 4.7. Условные обозначения,характеризующие состояние
контактных групп в свободном состоянии и под напряжением
4.3. МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ
Магнитный пускатель — то же устройство, что и
контактор, если оперировать терминами пропускаемого тока.
Однако магнитный пускатель имеет средства защиты от
перегрузок, которых нет у контактора. На рис 4.8 представлено
65
ГЛАВА 4
условное обозначение магнитного пускателя. Принцип
действия магнитного пускателя будет рассмотрен в разделе 9.
Н
Рис. 4.8. Схема магнитного
пускателя
8№
4.4. ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Электрический выключатель — это устройство, которое
размыкается и замыкается, чтобы управлять некоторой
нагрузкой электрической цепи. Выключатели могут
коммутироваться под воздействием температуры, давления, влажности,
тока или вручную. Вы должны хорошо знать схемные
обозначения выключателей, поскольку в большинстве случаев они
управляют нагрузками в оборудовании. На условном
обозначении обычно указывается и способ приведения
выключателя в действие.
Ручной выключатель коммутируете вручную. Количество
полюсов в таком выключателе — это число контактов,
установленных в нем. Понятие позиционность характеризует то,
как выключатель может работать. Например, однополюсный
однопозиционный выключатель имеет одну контактную
группу и одно замкнутое положение. Двухполюсный двухпозици-
онный выключатель содержит две контактные группы и два
замкнутых положения. Схемные обозначения двух
рассмотренных и двух других основных типов ручных выключателей
даны на рис. 4.9. Есть и другие типы ручных выключателей,
применяемых в промышленности. Рубильники
используются в целях подключения основного электропитания
определенной части оборудования или нагрузки. Кнопочные
выключатели производят коммутацию контактов при нажатии на
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gg
их кнопки. Схемные обозначения нормально замкнутых и
нормально разомкнутых кнопочных выключателей
представлены на рис. 4.10.
а) однополюсный 6) однополюсный в) двухполюсный г) двухполюсный
однопозиционный двухпозиционный однопозиционный двухпозиционный
выключатель выключатель выключатель выключатель
Рис. 4.9. Условные обозначения ручных выключателей
О О
нормально замкнутый нормально разамкнутый
кнопочный выключатель кнопочный выключатель
Рис.4.10. Кнопочные выключатели
Наиболее важным типом коммутационных устройств
систем управления являются механически управляемые
выключатели. Термостаты — это механически управляемые
выключатели, используемые в большинстве систем управления.
Термочувствительный элемент перемещает их контакты
посредством механической связи. Эти устройства создаются для
нагрева, охлаждения или для обоих процессов. Термостат
охлаждения должен замыкаться с ростом температуры и
размыкаться при ее снижении. Термостат нагрева должен
размыкаться с увеличением температуры и замыкаться при ее
падении. Графические обозначения термостатов этих двух типов
указывают на их назначение и приводятся на рис. 4.11.
—■£ >
термостат нагрева размыкается при термостат охлаждения замыкается при
повышении температуры повышении температуры
Рис. 4.11. Условные обозначения термостатов нагрева
и охлаждения
Мембранные выключатели применяются для самых
разнообразных целей в современных цепях управления.
Назначение мембранного выключателя зависит от того, размыкается
или замыкается он при снижении давления. Диапазон
рабочих давлений выключателя не входит в его схемное
обозначение. На рис. 4.12 дано условное обозначение мембранного
выключателя. Буквенные обозначения часто указывают
диапазон рабочих давлений и назначение выключателя.
s£0
размыкание при повышении давления
замыкание при повышении давления
V
Рис.4.12. Условные обозначения мембранных выключателей
4.5. ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Защитные устройства важны в современном
оборудовании. Входящие в них элементы дорожают каждый год.
Следовательно, становится неизбежной их защита от воздействия
неблагоприятных факторов, таких как пониженное
напряжение, повышенный ток и перегрев. Именно по этой причине
вам следует хорошо знать схемные обозначения таких
устройств. Защитные устройства иногда выполняются в виде
комбинации нагрузки и выключателя. Они отличаются от реле
назначением и общей конструкцией.
Все электродвигатели предназначены для работы при
определенном токе. Если по каким-либо причинам ток
превысил это значение, двигатель должен немедленно
отключаться для предотвращения в нем повреждений и возможного
разрушения. Сгоревший мотор довольно часто является
следствием отказа в работе защитных устройств.
Плавкий предохранитель является наиболее простым
типом защитного устройства. Он эффективен против больших
перегрузок, однако обладает меньшими возможностями
противостоять малым перегрузкам. Предохранитель — это не что
иное, как металлический проводник, предназначенный
выдерживать определенную токовую нагрузку. Любая более
высокая нагрузка заставит предохранитель разомкнуть цепь. На
рис. 4.13 даны два условных обозначения предохранителей.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Рис.4.13. Условные обозначения предохранителей
Другой тип защитных устройств создан для защиты
двигателей от больших и малых перегрузок. Они разделены на
две категории: тепловые и магнитные. Тепловые защитные
устройства приводятся в действие теплом, а магнитные —
магнитным полем, величина которого пропорциональна
потребляемому току.
Устройства тепловой защиты могут быть
вспомогательными, размыкающими цепь управления и выключающими
двигатель. Такие устройства наиболее широко используются в
двигателях мощностью свыше трех лошадиных сил. Средствами
тепловой защиты могут быть устройства, отключающие
электропитание защищаемого элемента.
Биметаллический элемент — простейшее из устройств
тепловой защиты. При нагреве он деформируется и
размыкает цепь, что символически изображено на рис. 4.14.
Некоторые биметаллические элементы оснащаются
встроенными нагревателями, что схематически показано на рис.
4.15. Нагреватели ускоряют реакцию биметаллического
элемента на перегрузку, поскольку выделяемое им тепло
пропорционально току.
Замкнуто Разомкнуто
Рис.4.14. Условное обозначение биметаллического элемента
Пу^о-
Нагреватели
Рис.4.15. Условное обозначение трехпроводного
биметаллического устройства защиты
69
ГЛАВА 4
Тепловое защитное реле, условное обозначение которого
дано на рис. 4.16, является простым устройством с тепловым
элементом и выключателем, размыкаемым при повышении
температуры.
Рис.4.16. Условное обозначение теплового защитного реле
Магнитное защитное устройство имеет то же
обозначение, что и реле с нормально замкнутыми контактами. Ток
подается на катушку устройства. Поскольку ток
пропорционален силе магнитного поля, реле может срабатывать только
при достаточно высоком токе. На рис. 4.17 показано
условное обозначение устройства магнитной защиты. Буквенные
обозначения подобных устройств будут отличать их между
собой и от обычного реле.
* \
Рис.4.17. Условные обозначения устройства магнитной
защиты
4.6. ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформаторы понижают и повышают входное
напряжение до необходимого уровня. В большинстве цепей
управления кондиционеров не принято тянуть мощные
провода на большие расстояния. Следовательно, используется цепь
с напряжением 24 В, которая безопаснее, дешевле и
эффективнее. Условное обозначение трансформатора показано на
рис. 4.18. В отдельных случаях эти обозначения могут
дополняться и значениями напряжений.
U<aaJ
Рис.4.18. Условное обозначние трансформатора
w~to РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... уо
4.7. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
Большинство современных устройств нагрева,
охлаждения и кондиционирования усложняются по мере оснащения
устройствами управления и защиты. Прогресс в области
систем управления и отдельных регуляторов требует от вас
умения читать принципиальные схемы. Если вы научились этому,
то будете знать, как работает устройство.
Принципиальная схема предоставляет наиболее практичный
и простой путь к пониманию любого электрического
устройства. Она поясняет, как, когда и почему оно работает так, а не
иначе. В большинстве случаев обслуживающие техники
пользуются принципиальными схемами для поиска неисправностей в
системах управления. Электрическая принципиальная схема
включает в себя условные знаки и линейные обозначения
таким образом, что пользователь может легко распознать
нагрузки и выключатели вместе с содержащими их цепями.
Все электрические цепи содержат источник электричества,
потребляющие его устройства, и пути протекания тока. В
большинстве случаев источником электричества служит сеть
переменного тока. Потребляющим его устройством является
двигатель, нагреватель, катушка реле или любая другая
нагрузка. Путь для тока — провод или любой тип проводника.
На принципиальной схеме источник питания представлен
двумя вертикальными линиями с буквенными обозначениями
L1 и Ц (см. рис. 4.19). Между точками L1 и Ц приложена
разность потенциалов 230 В. При наличии пути для
движения электронов между упомянутыми точками возникнет ток.
Рис. 4.19. Принципиальная схема полной цепи
Все электрические нагрузки устройства вместе с их
элементами управления включены между точками L1 и Ц. На
рис. 4.20 в схематическом виде представлена полная цепь с
компрессором и управляющим им выключателем
(термостатом). Когда выключатель замкнут, компрессор будет
работать. Запуск компрессора производится путем замыкания
выключателя. На рис. 4.20 источник электричества заключен в
точках L1 и Ц, путь тока — соединительные провода, а
потребляющее их устройство
компрессор. Компрессор
работает, когда термостат замкнут.
термостат
компрессор
Рис. 4.20. Принципиальная схема полной цепи с элементами
управления
9
10
11
12
13
14
15
16
17
"С^руви
льник
предохранитель
о маркированный вывод
др. узлы соединений
К внешним нагрузкам
- (ЗОВАмакО
гаводские
1АВ0ДСКИ6
-4|- конденсатор
/yyyv обмотка
электродвигателя
трансформатор
выключатель
катушка
нормально разомкнутый
контакт
нормально замкнутый
контакт
Wring эл. соединения
мшш устанавливаемые
потребителем сетевые
устанавливаемые потребителем
шины управления
Обозначения.
IF: Двигатель комнатного вентилятора; IFR: Реле комнатного
вентилятора; V: Контактор; OL: Защитное устройство; HP:
Выключатель высокого давления; LP: Выключатель низкого давления
Рис.4.21. Полная схема небольшого автономного кондиционера
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... гг 2
Рис. 4.21 содержит полную принципиальную схему,
подобную тем, которыми вы будете пользоваться в процессе
работы. Все принципиальные схемы разбиты на упорядоченную
последовательность цепей. Большинство принципиальных схем
содержит перечень обозначений (легенда), в котором
расшифровываются буквенные и графические символы элементов.
4.8. ЧТЕНИЕ ПРОСТЫХ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
Принципиальные схемы используются в промышленности
повсеместно для представления принципа построения
системы управления. В зависимости от назначения
принципиальные схемы изменяются от простых до сложных. В
большинстве бытовых систем используется простая принципиальная
схема с небольшим количеством элементов. Большие
промышленные установки обычно имеют сложную схему,
которая более трудна для чтения и понимания. Однако порядок
оформления принципиальных схем одинаков — относится
она к бытовому или к торговому и промышленному
оборудованию. В этом разделе мы рассмотрим цепь за цепью две
основные схемы.
Принципиальная электрическая схема
простого кондиционера
Первая из рассматриваемых схем приводится на рис. 4.22.
Источник тока находится в точках Ц и Ц. Разность
потенциалов в данной цепи составляет 230 В. Схема представляет
простой кондиционер воздуха с сетевыми коммутирующими
устройствами. Управляемый выключателем двигатель
комнатного вентилятора должен быть включен во время работы
цепи компрессора.
На рис. 4.23 показана упрощенная схема двигателя
комнатного вентилятора (ДКВ), приводимого в действие
двухполюсным однопозиционным выключателем. Обратите
внимание, что один полюс не используются в цепях двигателя. ДКВ
работает, когда выключатель замкнут.
73
ГЛАВА 4
Обозначения.
IFM:
С:
Двигатель комнатного вентилятора
Контактор k
L
СОМР: Компрессор
Рис. 4.22. Схема электрическая принципиальная простого
кондиционера
Рис.4.23. Цепь двигателя комнатного вентилятора
(фрагмент принципиальной схемы)
На рис. 4.24 представлены цепи ДКВ и контактора. Цепь
катушки контактора содержит два управляющих ею
выключателя. Ручной двухполюсный однопозиционный выключатель,
используемый в цепи контакторнои катушки, предназначен
для исключения подачи напряжения на катушку при
выключенном ДКВ. Термостат подает питание на катушку
контактора таким образом, чтобы поддерживать установленные на нем
параметры. Когда эта катушка находится под напряжением,
контакты С1 и С2 на рис. 4.22 замыкаются и запускают
компрессор. Если термостат «удовлетворится» созданными им
климатическими условиями, катушка контактора будет
обесточена, а компрессор
остановлен.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Рис. 4.24. Цепи двигателя комнатного вентилятора и катушки
контактора
Электрическая схема автономного
кондиционера
Следующая схема, подлежащая рассмотрению, относится
к простому автономному кондиционеру с воздушным
охлаждением и низковольтной системой управления. Его полная
схема представлена на рис. 4.25. Автономное устройство — это
устройство, собранное в одном блоке.
Большинство бытовых кондиционеров имеют 24-вольто-
вую цепь управления (рис. 4.25) для приведения в действие
электрических регуляторов. При использовании такой
системы управления требуется больше элементов ввиду
необходимости включить в нее понижающий трансформатор.
Электрическая схема на рис. 4.25 мысленно разбивается
на две части. Вверху расположена та часть схемы, в которой
действует сетевое напряжение, а внизу — 24-вольтовая цепь
управления. Единственной связью между двумя частями
схемы является трансформатор и то обстоятельство, что
контакты управляемого низким напряжением реле включены в
цепи с сетевым напряжением.
Обозначения'.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного
вентилятора
IFM: Двигатель комнатного
вентилятора
IFR: Реле комнатного
вентилятора РКВ
HP: Выключатель высокого
давления [
LP: Выключатель низкого j
i
давления
*
R, G и В — маркировки на выводах
термостата |_5К£!Е I
Рис. 4.25. Принципиальная схема автономного кондиционера
Рис. 4.26. Термостат охлаждения. Принципиальнаясхема 24-воль-
тового термостата со всеми его переключателями
Схема используемого в устройстве низковольтного
термостата показана на рис. 4.26. Он представляет сочетание
нескольких выключателей наряду с термочувствительным
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И
76
управляющим элементом и в данном случае является
термостатом охлаждения. Выключатель в верхней левой части
схемы термостата является сетевым. Он выключает систему
управления, а значит, останавливает и весь кондиционер.
Вентилятор приводится в действие как вручную, так и
автоматически с помощью переключателя «Вкл»—«Авто». Когда
переключатель установлен в положение «Авто», вентилятор
работает только при включенном компрессоре.
Низковольтная управляющая часть устройства размыкает
и замыкает контакты реле и контактора, находящиеся в
сетевой части схемы. Компрессор и двигатель конденсаторного
вентилятора также приводятся в действие низковольтной
цепью управления. На катушку контактора в низковольтной
части схемы (рис. 4.25) питание подается через термостат
охлаждения (при условии, что сетевой выключатель
находится в положении «Включено»). Подача питающего
напряжения на катушку контактора замыкает его контакты и
приводит к запуску компрессора и двигателя конденсаторного вен-
тилятора. Выключатели высокого и низкого давления в цепи
катушки контактора будут обесточивать ее всякий раз, когда
в цепях циркуляции хладагента возникнут аварийно опасные
условия функционирования (то есть повышенное или
пониженное давление).
Верхняя часть принципиальной схемы на рис. 4.25
разбивается на три самостоятельные цепи. Они будут рассмотрены
отдельно в следующих подразделах.
На рис. 4.27 показана цепь компрессора и двигателя
конденсаторного вентилятора, которые запускаются и
останавливаются с помощью контактов контактора.
Рис.4.27. Принципиальная схема цепей компрессора и
двигателя конденсаторного вентилятора
Цепь двигателя комнатного вентилятора (IFM) приведена
на рис. 4.28. Этот вентилятор включается при замыкании
контактов соответствующего ему реле (IFR).
Рис. 4.28. Принципиальная схема цепи двигателя комнатного
вентилятора
На рис. 4.29 представлены цепи питания и управления
вентилятора. Вентилятор приводится в действие замыканием
контактов этого реле. Когда переключатель вентилятора в
термостате находится в положении «On» (включено), реле
комнатного вентилятора (IFR) возбуждается и замыкает свои
контакты, переводя комнатный вентилятор в режим
непрерывной работы до тех пор, пока переключатель не будет
возвращен в положение «Auto» (автоматическое). В этом
положении переключателя реле вентилятора будет возбуждаться
всякий раз при замыкании термостата.
Рис. 4.29. Принципиальная схема цепей питания и управления
двигателя комнатного вентилятора
Следующие шаги описывают порядок работы
кондиционера. При чтении каждого шага обращайтесь к рис. 4.25.
1. Напряжение подается на катушку контактора с
помощью охлаждающего термостата, когда сетевой выключатель
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... г, g
находится в положении «On» (включено). При замыкании
контактора включаются компрессор и двигатель
конденсаторного вентилятора.
2. Двигатель вентилятора работает непрерывнр при
находящемся в положении «On» (включено) переключателе
вентилятора, так как при этом катушка РКВ находится под
напряжением и контакты этого реле замкнуты. Если
переключатель вентилятора в термостате установлен в положение
«Auto», вентилятор будет работать только при включенном
компрессоре.
3. Выключатели высокого и низкого давления являются
защитными устройствами, снимающими напряжение с
контактора при размыкании одного из них,
Принципиальные схемы бытового и небольшого торгового
оборудования, как правило, просты и доступны для понимания.
Для обслуживающего персонала важно научиться раскрывать
содержание электрических схем так, чтобы уметь обслуживать
оборудование. Принципиальная электрическая схема может
рассказать обслуживающему механику, как и при каких условиях
работает тот или другой компонент оборудования.
4.9. ЧТЕНИЕ СЛОЖНЫХ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
Принципиальная схема теплового насоса
Две последние из рассмотренных принципиальных схем
относились к первоначальным системам кондиционирования
воздуха. Тепловой радиатор — устройство
кондиционирования, которое просто обращает холодильный цикл для
обеспечения нагрева. Краткое пояснение теплового радиатора
должно помочь вам в понимании последующего подробного
рассмотрения его схем.
Цикл охлаждения теплового радиатора в принципе
совпадает с аналогичным циклом устройств кондиционирования
воздуха за исключением вентиля оттаивания, который
обращает течение хладагента в системе. Когда тепловой
радиатор работает в режиме кондиционера, комнатный змеевик
является испарителем, а наружный —- конденсатором. В нагре-
ш
79 ™*1 Q
вательном режиме цикл обращается; при этом наружный
змеевик становится испарителем, а комнатный — конденсатором.
Вентиль оттаивания осуществляет обращение тока
хладагента в холодильном цикле. Тепловой радиатор может
эффективно охлаждать летом и греть зимой посредством
изменения тока хладагента на противоположный. Он удаляет тепло
из внутренней части здания летом и выбрасывает его в
окружающий воздух, однако зимой он поглощает тепло из
внешнего воздуха и выделяет его внутри помещения.
Когда радиатор работает в нагревательном режиме,
должен быть способ оттаивания внешнего змеевика. Это
выполняется обращением цикла и использованием режима
охлаждения для оттайки уличного змеевика. В режиме оттаивания
включен набор резистивных нагревателей, чтобы
предотвратить выброс холодного воздуха комнатным вентилятором и
обеспечить приемлемые условия в кондиционируемом
объеме. Существует множество способов оттаивания змеевика.
Тепловой радиатор теряет эффективнось при снижении
внешней температуры, а при определенном ее значении,
называемом точкой баланса, он более не в состоянии выделять
достаточно тепла, чтобы должным образом кондиционировать
помещение. В этом случае подключаются электрические рези-
стивные нагреватели для обеспечения дополнительным
теплом, которое необходимо для успешного кондиционирования.
Большинство тепловых радиаторов приводятся в действие
термостатами, имеющими две ступени нагрева и одну —
охлаждения, либо по две ступени нагрева и охлаждения, выбор
которых зависит от построения фирмой-производителем схем
управления. В рассматриваемой здесь схеме теплового
радиатора используется термостат с двумя ступенями нагрева
и охлаждения.
Изучаемый в этом подразделе тепловой радиатор
является сплит-системой, что предполагает разбиение его на
наружный и комнатный блоки. Термостат устанавливается в
кондиционируемом пространстве.
Принципиальная схема теплового радиатора будет изучена
в четыре этапа : (1) цикл охлаждения, (2) цикл нагрева, (3)
размораживающий цикл и (4) цикл с использованием резистивных
нагревателей. Объяснение схем будет дано поэтапно.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
80
Принципиальная схема теплового радиатора изображена
на рис. 4.30 со всеми необходимыми электрическими
элементами и с номерами ссылок, которыми можно
пользоваться при объяснении. Буквенные обозначения (легенда) для
рассматриваемой схемы представлены на рис.4.31 вместе с
аббревиатурой и номером ссылки (в скобках). Легенда будет
использоваться для всех четырех этапов.
Ф
©
разъединитель
I
X
®
Р" ,
Ъ
Ж
™^U
оцо
®
—>* « р,0 »iff
JE1-PF
3-1-рм
pt' встроенная ^
тепловая защита
v г
разъединитель 2
P.VC. 430. Типичная полная схема функционирования
теплового радиатора
81
ГЛАВА 4
Ф
1
разъединитель 1
®
®
®
О
ft
4-
*
i
р1 встроенная «Я
тепловая защита
разъединитель 2
Обозначения:
АН: Контактор дополнительного нагрева (19)
ВН: Контактор дополнительного нагрева (18)
CR: Рабочий конденсатор (4,6)
CPR: Компрессор
D: Реле оттаивания (9)
DFT: Таймер оттаивания (9)
DT: Термостат прерывания оттаивания (8)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... о о
F: Реле комнатного вентилятора (15)
FM: Ручной переключатель вентилятора (F)
НА: Антисипатор нагрева (С)
HTR: Нагреватель
IOL: Внутрикорпусная защита от перегрузки (в компрессоре)
LT: Освещение (l,J)
LVTB: Низковольтный соединительный щиток
MS: Контактор мотора компрессора (5,3,12)
MTR: Электродвигатель (7)
ODA: Атисипатор наружный температуры (G)
ODS: Датчик наружный температуры (13)
ODT: Наружный термостат (13)
RHS: Выключатель резистивного нагрева (С)
SC: Катушка переключения вентиля (11)
SM: Селектор выбора режимов (А)
TNS: Трансформатор (16)
TSC: Термостат охлаждения (B,D)
SA: Антисипатор охлаждения
TSH: Термостат нагрева (Е,Н)
Рис 4.31. Типичная схема цикла охлаждения теплового
радиатора
Цикл охлаждения. Принципиальная схема для цикла
охлаждения теплового радиатора показана на рис. 4.31. На
этой схеме приводятся только те электрические компоненты,
которые задействованы в цикле охлаждения.
Следующая последовательность шагов описывает работу
цикла охлаждения в тепловом радиаторе, приведенном на
рисунке.
Шаг 1: Разъединители 1(1) и 2(20) и питаемые ими блоки
включены при положении «Off» (выключено)
селектора режимов термостата (А). Разъединитель 1(1) подает
питание на наружный блок, а следовательно — на
состоящую из тонких проводов цепь между пусковой
обмоткой компрессорного двигателя (5) и рабочим
конденсатором (4), действующим как нагреватель картера
компрессора. Разъединитель 2 (20) осуществляет элек-
ГЛАВА 4
тропитание комнатного блока и, следовательно, подает
напряжение на трансформатор (16), обеспечивающий
управляющие схемы напряжением 24 В. Всякий раз,
когда разъединитель комнатного блока включен,
напряжение подается на наружный термостатный датчик
(13) через наружный температурный антисипатор (G),
расположенный в термостате.
Шаг 2: Первый режим охлаждения —- это когда
переключатель селектора режимов термостата (F) установлен в
положение «Auto», антисипатор охлаждения
находится под напряжением и обеспечивает нагрев
биметаллического прерывателя в течение цикла с отключенным
компрессором. Благодаря перепаду напряжения на ан-
тисипаторе охлаждения обмотка контактора (12)
двигателя будет обесточена. Термостат первого режима
охлаждения (D) замыкается и тем самым формирует
цепь напряжения 24 В между выходами R и О
термостата, подавая напряжение на катушку переключения
вентиля (11).
Шаг 3: Второй режим охлаждения. Термостат (D) второго
режима охлаждения замыкается и формирует цепь
напряжения 24 В между точками R и Y, подавая питание
на пусковую обмотку (12) контактора и между
точками R и 6, подключая напряжение к реле вентилятора
(15); переход в этот режим происходит при
повышении температуры на 0,7-1,5 F1 относительно ее
значения, установленного в термостате первого режима.
Одновременно с этим контакты (3) и (5) контактора
двигателя замыкаются, подавая питание на
компрессор и двигатель наружного вентилятора; двигатель
комнатного вентилятора питается через контакты (19)
соответствующего ему реле. Как только термостат
второго режима охлаждения замыкается, антисипатор
шунтируется.
1 В США используется температурная шкала Фаренгейта. Для перевода
показаний в шкалу Цельсия можно воспользоваться соотношением
t°C=V9 (t°F-32). (Прим. ред.)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
84
Цикл нагрева. Принципиальная схема для цикла нагрева
теплового радиатора представлена на рис. 4.32. На ней
показаны только задействованные в этом цикле элементы.
Следующая последовательность шагов описывает работу цикла
нагрева, показанного в тепловом радиаторе, приведенном на рисунке.
Разъединитель 1
р1 встроенная 1Щ
тепловая защита
v
Разъединитель 2
Рис. 4.32. Типичная схема цикла нагрева теплового радиатора
85 2Sii Щ
Шаг 1: Разъединители 1(1) и 2(20) и питаемые ими блоки
включены при положении «Off» (выключено) селектора
режимов термостата (F). Разъединитель 1 (1) подает
питание на наружный блок, то есть на цепь между пусковой
обмоткой компрессорного двигателя (5) и рабочим
конденсатором (4), действующим как нагреватель картера
компрессора. Разъединитель 2 (20) подает питание на
трансформатор (16) и обеспечивает напряжением 24 В
систему управления. Всякий раз, когда разъединитель
комнатного блока включен, напряжение подается на наружный
термостатный датчик (13) через наружный
температурный антисипатор (G), расположенный в термостате.
Шаг 2: Первый режим нагрева — это когда переключатель
селектора режимов термостата (А) установлен в положение
(Auto). Будучи замкнутым, термостат (Е) первого режима
нагрева формирует цепь напряжения 24 В между
выводами R и Y, подавая таким образом напряжение на обмотку
контактора (12) двигателя, и между выводами R и G,
подавая питание на реле (15) комнатного вентилятора. На
антисипатор нагрева (С) напряжение подается при
замыкании термостата первого режима нагрева. В это же время
контакты (3 и 5) контактора двигателя замыкаются,
подавая питание на компрессор и двигатель наружного
вентилятора; двигатель комнатного вентилятора питается через
контакты (19) соответствующего ему реле. Другая
контактная группа (15) реле комнатного вентилятора
обеспечивает блокировку цепи управления нагревателя.
Шаг 3: Второй режим нагрева. Термостат второго режима
нагрева замыкается после падения температуры на 0,7—1,5°F.
Когда это происходит, 24-вольтовая цепь, соединяющая
вывод R с выводами W и U, подает питание на катушку (19)
контактора дополнительного нагревателя и на голубую
сигнальную лампочку термостата. Если наружный
термостат (14) замкнут, цепь W также может подавать питание на
контактор (18) дополнительного нагревателя.
Цикл оттаивания. Когда тепловой радиатор
функционирует в нагревательных режимах при температуре окружающей
среды менее 40°F, его уличный змеевик будет обрастать инеем
или льдом. Схема для цикла оттаивания теплового радиатора
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
86
показана на рис.4.33. В эту схему включены только
используемые в этом цикле компоненты. Размораживание
производится путем перевода теплового радиатора в режим охлаждения,
поэтому наружный змеевик становится конденсатором на
время, достаточное для того, чтобы оттаять.
Следующая последовательность шагов описывает цикл
оттаивания в тепловом радиаторе.
Ф f
Разъединитель 1
*^—m*j ->ц
-"•(• ™**> '
LJffrTfrcW
©
®
тепловая защита
v
Разъединитель 2
Рис. 4.33. Типичная схема размораживающего цикла
теплового радиатора
ГЛАВА 4
Шаг 1: Тепловой радиатор функционирует в режиме нагрева.
Шаг 2: Для запуска цикла оттаивания и освобождения
наружного змеевика от инея или льда необходимо
выполнение двух условий: (а) температура нижней части
наружного змеевика должна быть менее 26°F, что
фиксируется термостатом прерывания оттаивания (8); (б)
таймер оттаивания (7 и 8) должен обеспечить работу
компрессора в течение 45 или 90 минут. При
соблюдении этих условий кулачковый выключатель таймера (7)
замыкается и формирует цепь, соединяющую
замкнутый термостат прерывания оттаивания (8) и
выключатель таймера оттаивания (8) с катушкой реле
оттаивания (9). При наличии питающего напряжения на реле
оттаивания (9) его контакты 1 (11) и 3 (11) замыкают
цепь питания контактора (18) дополнительного
нагревателя и катушки переключающего вентиля (11).
Контакт 2 (9) реле оттаивания размыкает цепь двигателя
наружного вентилятора (10) и обеспечивает цепь
срабатывания реле оттаивания.
Шаг 3: Выход из цикла оттаивания обычно производится
термостатом (8), который размыкается, когда температура
покидающего внешний змеевик хладагента достигает
примерно 52°F (11°C). Если термостат прерывания
оттаивания не прерывает цикл оттаивания в течение 10
минут, выключатель таймера оттаивания разомкнётся и
обесточит реле оттаивания, а следовательно —
прервет размораживание змеевика.
Цикл с использованием резистивного нагревателя.
Большинство радиаторов оснащены аварийным
нагревательным режимом, который позволяет обходиться без
оборудования, используемого в цикле нагрева, и обогревать помещение
с помощью дополнительного резистивного нагревателя.
Аварийный режим нагрева позволяет потребителям
поддерживать комфортные условия в кондиционируемом помещении
даже в том случае, когда обычный режим нагрева
невозможен из-за неисправностей механического характера.
Аварийный цикл нагрева теплового радиатора показан на рис.
4.34, где представлены лишь компоненты схемы,
задействованные в этом режиме.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Разъединитель 1
88
_ Зм-рм
or"^i pi встроенная ijJ
1 тепловая защита ■
® Разъединитель 2
Рис. 4.34. Типичная схема цикла с использованием резистив-
ных нагревателей теплового радиатора
Следующая последовательность шагов описывает работу
аварийного цикла нагрева.
Шаг 1: Выключатели аварийного нагрева 1 и 2 (С)
механически соединены между собой внутри термостата. Когда
выключатель аварийного нагрева 1 переводится из
обычного положения в аварийное, вывод Y исключается из
89
ГЛАВА 4
цепи и тем самым изолирует контактор двигателя и
замыкает цепь вывода Х2, подающего питание на катушку
(18 и 19) контактора дополнительного нагревателя в
случае, если наружный термостат (14) замкнут. Если
последний разомкнут, реле дополнительного нагревателя
будет получать (в случае необходимости) питающее
напряжение через термостат второго режима нагрева.
Полная принципиальная схема теплового радиатора
приведена на рис. 4.35; механик может разобраться в ней при
рассмотрении каждого режима работы в отдельности.
Ф г
Разъединитель 1
Wm—(
-Ъ h
e4-
встроенная {Ц
тепловая защита
"V
Разъединитель 2
Рис. 4.35. Типичная полная принципиальная схема теплового
радиатора
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... QQ
4.10. ИЛЛЮСТРИРОВАННЫЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ
Иллюстрированные схемы соединений предназначены
для изображения внешних электрических соединений
устройства. На иллюстрированной схеме соединений
приводятся все элементы пультов управления в виде плана, включая
все внешние соединительные провода. Однако на таких
схемах отсутствует полномасштабное изображение устройства.
Элементы, не показанные на пульте управления,
изображаются за его пределами и помечаются. Иллюстрированная
схема соединений используется для отыскания определенного
элемента или проводника во время поиска неисправностей
по принципиальной схеме. Типичная схема соединений,
применяемая в производстве, изображена на рис. 4.36.
С помощью таких схем трудно установить, как работает
устройство, и только опытный механик способен понимать
сложную иллюстрированную схему соединений. Таким образом,
большинство персонала, связанного с оборудованием
кондиционирования воздуха, использует принципиальные схемы для поиска
прйМин неисправностей. Далее они пользуются
иллюстрированной схемой соединений для выявления места расположения
неисправного элемента. Однако в случаях, когда устройство
является простым, иллюстрированная схема соединений может
быть единственной поставляемой вместе с ним схемой.
Схема комбинированная состоит из иллюстрированной
схемы соединений и принципиальной схемы. Многие фирмы-
изготовители предоставляют комбинированные схемы,
поэтому обслуживающий персонал может установить место
расположения реле или другого элемента панели управления.
4.11. СХЕМЫ УСТАНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ
Схема установки оборудования помогает монтажникам
правильно подключать устройства. Эта схема содержит
специфическую информацию о выводах, сечениях проводов,
цветной маркировке и номинальных токах предохранителей
автоматических выключателей. Схема не предоставляет
подробностей о функционировании оборудования, поскольку
ш
91
ГЛАВА 4
монтажник не нуждается в них. На рис. 4.37 показана схема
установки оборудования. Схема содержит ограниченные
сведения о внутренних проводах устройств и, следовательно, не
применима промышленным персоналом.
^^ш^т Внутренние электрические соединения
-.___ Выполняемые потребителем
электрические соединения
Рис. 4.36. Типичная используемая в производстве
иллюстрированная схема соединений (публикуется с разрешения Carrier
Corporation. © 1977, Carrier Corporation, г. Сиракьюс, шт. Нью-Йорк)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
92
стандарту
К источнику питания — 220 В (контакты 1А и 1С) 60 Гц
К источнику питания — 230/208В (контакты 2А и 2С) SO Гц
однофазный, 25А. Ракомандуатся испояамаать даржатали
прадокраииталай на ток на болаа 30А
Рис. 4.37. Типовая схема установки оборудования (Courtesy of
The Singer Company, Climate Control Division)
Краткие выводы
Нагрузки — это устройства, использующие
электроэнергию для выполнения полезной работы. Рис. 4.38
представляет варианты условных обозначений электромагнитных
катушек, электродвигателей, нагревателей — типичных промыш-
ленно изготовляемых нагрузок. Большинство условных
обозначений дополняются буквенными обозначениями в целях
более достоверного распознавания.
Управление нагрузками производят реле и контакторы,
которые имеют одинаковые обозначения и функциональное
назначение. Главное отличие между реле и контакторами — величина
коммутируемого ими тока. Если компрессор управляется
некоторым устройством, можно предположить, что это устройство —
контактор. Если же двигатель маленького вентилятора
управляется некоторым устройством, то уместно полагать, что это
устройство — реле. Реле используется для коммутации
небольших нагрузок, а контактор — крупных. На рис. 4.39
изображены варианты условных обозначений подобного рода устройств.
m
а) двигатель
б) катушка
(соленоид)
t\/\/\s в) нагреватель
Рис. 4.38. Варианты условных обозначений нагрузок
Реле и контакторы, в свою очередь, управляются
выключателями. Некоторые из используемых в промышленности
выключателей являются ручными, кнопочными, термостатами и
мембранными. Термостаты созданы для двух целей — для
приведения в действие систем нагрева и охлаждения.
Условное обозначение термостата указывает, предназначен он для
нагрева или для охлаждения. Мембранные выключатели во
многом аналогичны термостатам; в их обозначениях также
указывается, каким способом и при каких условиях они
размыкаются и замыкаются. Эти выключатели срабатывают при
повышенном или при пониженном давлении и обычно имеют
буквенные обозначения.
В любых системах с электродвигателями защитные
устройства достаточно важны для предотвращения
повреждения самих двигателей и крупных элементов оборудования.
Наиболее важный тип защитных устройств предназначен для
защиты двигателей. С этой целью могут использоваться
предохранитель, магнитные защитные устройства, тепловое
защитное устройство с размыканием сети, тепловое
вспомогательное защитное устройство или тепловое защитное реле.
Многие защитные устройства встроены непосредственно в
крупные компоненты.
Трансформаторы — устройства, повышающие или
понижающие подключенное к ним напряжение до необходимого
уровня. В промышленности трансформаторы используются,
главным образом, в цепях управления.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
94
Принципиальные схемы говорят персоналу, связанному с
устройствами кондиционирования воздуха, нагрева и
охлаждения, когда и почему система работает так, как она
работает. В принципиальной схеме приведены условные
обозначения устройств и внешние соединения блоков в виде
последовательности упорядоченных цепей. Чаще всего
принципиальные схемы используются обслуживающим персоналом для
поиска и устранения неисправностей, возникших в
оборудовании или системе.
реле
контактор или
трехполюсно*
рея*
в) магнитный
пускатель
Рас. 4.39. Обзор условных обозначений реле и контакторов
Иллюстрированная схема соединений изображает точный
план панели управления вместе с её внутренними
компонентами, приведенными на схеме вне самой панели с
соответствующими пометками. Схема соединений может
применяться для поиска и устранения неисправностей в простых
устройствах, таких как оконный кондиционер. В большинстве
случаев схемы соединений используются для отыскания
местонахождения элементов панели. Комбинированные схемы
являются сочетанием приведенных в отдельности
принципиальных схем и иллюстрированных схем соединения.
Схемы установки оборудования призваны помочь
электромонтажникам правильно подключить провода к устройству.
95
ГЛАВА 4
Вопросы
1. Каковы три типа электрических схем, используемых при
изготовлении и обслуживании устройств нагрева, охлаждения и
кондиционирования?
2. Что такое нагрузка?
4. Отождествите следующие условные обозначения нагрузок:
CFM ^
СН
-wv- -\w-
Г А
5. Каково основное отличие между реле и контактором ?
6. На что указывают термины «нормально разомкнутый» и
«нормально замкнутый»?
7. В чем разница между магнитным пускателем и контактором?
8. Установите, какие из следующих обозначений относятся к реле и
контакторам:
-^ -и-
б
ЛЛЛг
-II-
-в-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
9. Чем отличаются термостаты нагрева и охлаждения?
10. Распознайте следующие обозначения выключателей:
96
v
•£
«"'о
я
о
Д
11. Каково назначение защитных устройств?
12. Что такое магнитное защитное устройство?
13. Отождествите следующие обозначения защитных устройств:
Лг
■*-
о <
Д
14. Нарисуйте условное обозначение трансформатора.
15. Каковы основные требования к электричекой цепи?
16. Что такое принципиальная схема и каково ее назначение?
17. Для чего нужен перечень обозначений на принципиальной схеме?
18. Каким образом строится иллюстрированная схема соединений?
19. Что такое комбинированная схема?
20. Для чего предназначены монтажные схемы?
21. Справедливо ли высказывание: соленоид — это устройство,
которое замыкается и размыкается в целях управления
некоторым элементом системы?
22. Нарисуйте условное обозначение нагревателя.
23. Назначением световой сигнализации в системе является .
24. Контактор и реле состоят из .
97
ГЛАВА 4
25. Справедливо ли высказывание: нагрузки управляются с
помощью выключателей, а выключатели — посредством реле или
контакторов?
26. Что имеется в виду при упоминании о том, что элемент «запитан»?
27. Назовите три основных типа выключателей, используемых в
промышленности, и нарисуйте их условные обозначения.
28. Какбй выключатель является наиболее важным в системе
управления?
29. Каково назначение предохранителя в оборудовании и как
выглядит его условное обозначение?
30. Биметаллический элемент —- это .
31. Справедливо ли высказывание: принципиальная схема говорит
обслуживающему механику, как монтировать провода системы?
32. Все принципиальные схемы разбиваются на .
Воспользуйтесь рисунком 4.35 для ответа наследующие вопросы:
33. Для чего предназначен цикл оттаивания теплового радиатора?
34. Каковы два фактора запуска режима оттаивания в схеме?
35. Какой тип термостата используется вместе с тепловым
радиатором на схеме?
36. Объясните функционирование переключаемого вентиля и его
назначение в схемах.
Воспользуйтесь рис. 4.21 для ответа на следующие вопросы:
37. Выключатели высокого и низкого давления располагаются
к компрессорному двигателю
а) последовательно б) параллельно
38. Двигатель компрессора защищен с помощью
защитных устройств
а) встроенных б) внешних
39. Двигатель конденсаторного вентилятора защищен с помощью
защитных устройств
а) внутрикорпусных б) внешних
40. Контактор управляется с помощью
а) рубильника
б) выключателя высокого давления
в) термостата охлаждения
г) ни одним из названных устройств.
41. При установке выключателя вентилятора в положение
«включено» комнатный вентилятор будет
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И..
98
а) функционировать при замкнутом охлаждающем термостате
б) функционировать при температуре более 95°F
в) работать непрерывно
г) функционировать иным образом
42. Напряжение в первичной обмотке трансформатора
составляет
а) 230 В б) 208 В
в) 115 В г) 208/230 В
43. Компрессор и двигатель испарительного вентилятора
запускаются
а) в разное время
б) одновременно.
44. Компрессор и двигатель испарительного вентилятора соединены
а) последовательно
б) параллельно.
Воспользуйтесь рис. 12.6. для ответа наследующие вопросы:
45. Цепи управления устройства являются
а) цепями сетевого напряжения
б) цепями низкого напряжения.
46. Термостат периодически включает
а) компрессор
б) двигатель комнатного вентилятора
в) компрессор и двигатель комнатного вентилятора
г) ни одно из названных выше устройств.
47. Удерживающее реле и совокупность времязадающих устройств
работают совместно как
а) средство управления функционированием
б) предназначены для предотвращения быстрых
включений-выключений
в) предназначены для задержки срабатывания реле
комнатного вентилятора
г) имеют другое назначение.
48. На реле наружного вентилятора напряжение подается в целях
запуска
а) компрессора
б) двигателя комнатного вентилятора
в) двигателя уличного вентилятора
г) нагревателя картера.
49. На катушку контактора поступает напряжение при замыкании
99 ГЛАВА4 Ц>
а) термостата
б) выключателя высокого давления
в) контактов 3 и 1 фиксирующего реле
г) контактов А и А1 таймера
д) контактов всех перечисленных устройств.
50. Если устройству требуется перейти в режим охлаждения,
питание на удерживающее реле подается с помощью
а) контактов 3 и 1 этого реле
б) контактов 5 и 4 этого реле
в) контактов А и А1 таймера
г) контактов реле уличного вентилятора.
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и активного обращения с
изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторной работе №3 «Обозначения электрических элементов,
используемые в производстве устройств нагрева, вентиляции
и кондиционирования воздуха» и №4 «Чтение
принципиальных схем».
ГЛАВА 5
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК,
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
ВВЕДЕНИЕ
Две разновидности тока используются сегодня в
устройствах нагрева, охлаждения и кондиционирования —
постоянный ток (DC) и переменный ток (АС). Ток — это
упорядоченное движение электронов. Постоянный ток — это движение
электронов только в одном направлении. Переменный ток —
это движение электронов в переменных направлениях
(вперед и назад); то есть электроны изменяют на
противоположное направление своего перемещения через постоянные
интервалы времени. Постоянный ток не будет рассматриваться
в данном разделе, поскольку он используется в
промышленности только в особых случаях.
Большая часть тока, вырабатываемого производителями
электричества — это переменный ток. В редких случаях,
когда необходим постоянный ток, последний может
вырабатываться генератором постоянного тока или с помощью
выпрямителя. Это обычно осуществляется самим потребителем.
Постоянный ток имеет ограниченное применение в
промышленности; он используется, главным образом, в передвижном
холодильном оборудовании, электронных воздухоочистителях
и электронных схемах управления.
Переменный ток используется в большей части
оборудования. Питаемое переменным током оборудование является
101 ™*s |£
более дешевым, технологичным и надежным в сравнении с
аналогичным оборудованием на постоянном токе. И, наконец,
переменный ток производить легче, чем постоянный.
Ввиду широкого использования переменного тока
производственному персоналу важно хорошо понимать его теорию.
Помимо этого персонал должен знать способы распределения
электроэнергии ее производителями и множество типов
имеющихся в наличии электрических сетей.
Мы начинаем курс с обсуждения некоторых
основополагающих понятий переменного тока.
5.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Переменный ток — это движение электронов, которое
изменяет свое направление через равные промежутки
времени. Он вырабатывается посредством пересечения
проводником линий магнитного поля. Волна синусоидальной формы
часто используется как графическое представление
переменного тока. На рис. 5.1 показана синусоидальная волна
переменного тока. Переменной X на рисунке обозначается
определенное положение проводника, изменяющееся в процессе
его вращения в магнитном поле. В точке А потенциал
проводника равен 0. Однако по мере вращения последнего в
магнитном поле потенциал (или напряжение) увеличивается
вплоть до точки В, в которой его значение максимально.
Когда проводник перемещается между точками В и С,
напряжение падает, вплоть до точки С, где его значение снова
равно 0. Направление тока между точками А и С называется
положительным. Направление изменяется в нижней части
синусоидальной волны (при движении из точки С обратно в А)
и называется отрицательным. Начиная с точки С потенциал
растет до тех пор, пока не достигнет максимума в точке D.
Потенциал снижается после точки D, пока проводник не
придет в точку А, где он снова равен 0. График отображает
полный оборот проводника по часовой стрелке, начинаясь и
заканчиваясь в точке А.
Когда проводник движется между точками А и С, имеет
место положительный полупериод. Другими словами, кривая
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... JQ2
графика выходит из 0, достигает максимума в точке В и
возвращается к 0 в точке С. Следующий полу период
отрицательный и длится по мере того, как переменная X
возвращается из С в А, двигаясь в том же направлении, что и в первом
полупериоде.
180° 270е
Рис. 5. /. Синусоидальная волна переменного тока
Период и частота
При совершении полного оборота проводник генерирует
два полупериода или два изменения направления тока. Два
полупериода (или перемены направления) соответствуют
одному периоду (обратитесь вновь к рис. 5.1). Один период
происходит тогда, когда ротор или проводник пересечет поля
северного и южного полюсов.
Частота переменного тока — это число его полных
периодов, происходящих в течение одной секунды. Частота
обычно измеряется в герцах (Гц), но во многих случаях она
определяется в периодах. В большинстве районов Соединенных
Штатов обычной является частота 60 Гц. В некоторых
отдельных случаях в США и в некоторых зарубежных странах
используется частота 25 Гц. Недостатком применения частое
ты 25 Гц является то, что человеческому глазу будут заметны
перемены направлений электрического тока в
осветительных приборах. Частота 60 Гц считается стандартной, но в
отдельных случаях также используется и частота 50 Гц.
103
ГЛАВА5
ш
Эффективное значение напряжения
Поскольку переменный ток начинается с 0, достигает
максимума и далее снова возвращается к нулю, его напряжение
все время изменяется, и должно быть определено его
эффективное значение. Переменный ток достигает максимума при X,
равной 90 электрических градусов. Этот максимум известен
как амплитудное напряжение. Эффективное значение
напряжения в цепях переменного тока составляет 0,707 от его
максимального или амплитудного напряжения. Это
соотношение установлено во взаимосвязи с постоянным током так,
что эффективное значение напряжения эквивалентно
такому же напряжению постоянного тока. Эффективное
значение переменного тока также составляет 0,707 от его
амплитуды. Все электроизмерительные приборы настроены на
считывание эффективных значений напряжения и тока.
Электрические сети
Поступающий к потребителям переменный ток обладает
различными характеристиками. Четыре основных набора
характеристик электрических сетей:
230 В-однофазная-60 Гц; 230 В-трехфазная-60 Гц;
208 В-трехфазная-60 Гц; 460 В-трехфазная-60 Гц.
Эти названия часто сокращаются; например, вместо 230
вольт-однофазная-60 Гц можно записать 230 В-1ф-60 Гц.
Фазы
0е 90° 180е
Под числом фаз цепи
переменного тока понимается количество
переменных токов в ней,
синусоидальные колебания которых
сдвинуты между собой во времени. В
однофазной цепи будет
присутствовать только один ток, в то
время как в трехфазной — три.
Рис. 5.2. Эффективное и
амплитудное значения напряжения
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -^04
Генератор переменного тока
Переменный ток производится с помощью генератора
переменного тока. Генератор состоит из обмотки или набора
обмоток, называемого статором, и вращающегося магнита,
именуемого ротором. Количество обмоток зависит от
требуемого числа фаз тока. Переменный ток вырабатывается при
вращении ротора в магнитном поле обмоток.
Рис. 5.3. Расположение обмоток
однофазного генератора
Рис. 5.4. Расположение обмоток
трехфазного генератора
Однофазный ток создается генератором с одной
обмоткой в статоре (см. рис. 5.3). Трехфазный ток
вырабатывается генератором с тремя обмотками на статоре, каждая из
которых сдвинута относительно другой в пространстве на
120° (рис. 5.4). Синусоидальная волна трехфазного тока
приведена на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Синусоидальная волна трехфазного тока
105
ГЛАВА 5
Щ
Магнитная индукция и реактивное
сопротивление
Вполне естественно предположить, что с увеличением
напряжения увеличивается и ток. Тем не менее это не всегда
так. Ток в цепи определяет силу магнитного поля в ней. Если
ток возрастает, то же происходит и с полем. Если ток
убывает, поле ослабевает. Колебания интенсивности магнитного поля
в цепи переменного тока или в проводнике, движущемся во
внешнем поле, индуцируют (вызывают) напряжение, которое
противодействует вызвавшему его изменению тока. Это
явление называется самоиндукцией.
Самоиндукция в цепях переменного тока, то есть
воздействие магнитных полей, вызывает смещение фаз между
напряжением и током. Подача внешнего напряжения вызывает
вторичное напряжение благодаря действию магнитного поля
в виде сжатой пружины. Этот эффект приводит к
опережению по фазе напряжением тока (см. рис. 5.6).
0° 90° 180е 270е 360е
Рис. 5.6. Синусоидальная волна сдвинутых по фазе напряжения и
тока. Благодаря магнитной индукции напряжение опережает ток
Активное сопротивление в цепи постоянного тока —
единственный фактор, влияющий на его величину. Цепи
переменного тока также подвержены влиянию активного
сопротивления, но в них важно и реактивное сопротивление.
Реактивное — это такое сопротивление, с которым встречается
переменный ток при изменении своего направления. Существуют
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... j 00
два типа реактивных сопротивлении в цепях переменного тока
— индуктивное и емкостное. Индуктивное сопротивление —
это сопротивление изменениям направления переменного тока,
которое создает сдвиг фаз между током и напряжением (см.
рис. 5.6). Емкостное сопротивление является следствием
использования конденсаторов в цепях переменного тока.
Будучи установленными в цепь, они противодействуют изменениям
напряжения, вызывая опережение по фазе током напряжения
(см. рис. 5.7). Сумма активного и реактивного сопротивлений
в цепях переменного тока называется импедансом.
0° 90°
180е
270е
360°
/
/
/
/
/
*
•
/
/ А
t /
/ /
/ /
X ч
\
ч
>
^мряжмвм
\ \
л
/
LL
у
Рис. 5.7. Синусоидальная волна сдвинутых по фазе напряжения
и тока. Ток опережает напряжение из-за наличия емкостного
сопротивления в цепи переменного тока.
Мощность
Как уже упоминалось ранее, ток и напряжение в цепях
переменного тока сдвинуты по фазе. Несинфазные ток и
напряжение не работают вместе. Итак, мощность цепи должна
быть рассчитана посредством использования вольтметра и
амперметра. Этот расчет дает полную (кажущуюся)
мощность. Ваттметр измеряет активную мощность. Отношение
между активной и полной мощностью называется
коэффициентом мощности и обычно выражается в процентах.
Следующее уравнение поясняет сказанное:
Коэффициент мощности =
активная мощность (измеряемая)
полная мощность (расчетная)
107
ГЛАВА5
5.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Постоянный ток использовался для снабжения
потребителей на заре распространения электричества, но имел много
недостатков. Передача электроэнергии на большие
расстояния без использования генераторных подстанций для
повышения напряжения постоянного тока оказалась невозможной.
Отсутствие возможности увеличить или снизить напряжение и
необходимость применения громоздкого передающего
оборудования составили суть других проблем. Переменный ток,
передача которого гораздо менее затруднительна, чем
постоянного, стал идеальным источником электропитания
потребителей из-за своей технологичности. Большая часть
применяемого в промышленности оборудования использует
переменный ток как основной источник электропитания.
Электроэнергия вырабатывается вращающимися турбинами за
счет использования природного газа, нефтепродуктов, угля, напора
воды или за счет атомной энергии. Вращение турбин имеет
эффект вращения проводника в магнитном поле. Электрический
ток производится на электростанции, передается за ее
пределы, где и повышается до большого, удобного для передачи
напряжения. Оно часто достигает очень больших значений,
например 220 000 В. Далее переменный ток передается на
подстанцию, где его напряжение снижается до значения около 4800
В с помощью понижающего трансформатора. От подстанции
энергия распределяется по трансформаторам, понижающим его
напряжение до используемого потребителями значения, или она
подается непосредственно потребителю, который применяет
собственный трансформатор для понижения напряжения. На рис. 5.8
показана схема передачи
электроэнергии от
электростанции к потребителям.
В следующих подразделах
мы рассмотрим четыре
основных типа электрических сетей,
имеющихся в распоряжении
потребителей электричества.
120 ОМ -220 000 В
Подстанция
•XTXZZ.
4MB
Ч
Рис. 5.8. Схема распределения электроэнегии
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... jQg
5.3. ОДНОФАЗНЫЕ СЕТИ 230В-60Гц
Однофазный переменный ток присутствует в большинстве
бытовых помещений. Большая часть покупаемого
оборудования нагрева, охлаждения и кондиционирования должна
питаться однофазным током. Любой бытовой электроприбор,
который работает при напряжении 110 В, является
однофазным оборудованием. Важно понять структуру сети 230 В-1ф-
60 Гц из-за ее распространенности в небольших зданиях
предприятий торговли и в быту. Связанный с оборудованием
кондиционирования персонал должен уметь определять тип
имеющейся в наличии электросети, чтобы обеспечить
правильную установку и работу оборудования.
В некоторых старых зданиях до сих пор можно встретить
однофазные двухпроводные сети, которые использовались в
то время, когда было мало бытовых электроприборов и
отсутствовала потребность в цепях с напряжением 230 В. В
сети использовалось два провода, один в качестве линейного,
другой — нулевого. Линейные провода — это проводники,
которые фактически подают напряжение на нагрузку.
Нулевой — это провод, подключенный к земле. В изображенной
на рис. 5.9 сети напряжение 110В поступает по шине Ц, но
она должна соединиться с нулевым проводом, чтобы
образовать замкнутую цепь. Li <*
Рис. 5.9. Принципиальная схема Г"|
двухпроводной сети напряжения
110 В с одной фазой и частотой 60 Гц у
| нов |
Самая распространенная из встречающихся сегодня
сетей — это сеть 230 В-1ф-60 Гц. Она состоит из трех
проводов — двух линейных и одного нулевого. Принципиальная
схема сети 230 В представлена на рис. 5.10. Она
изображена в виде коммутатора для отключения электропитания,
поданного на единицу оборудования (например, малая
холодильная камера, электропечь или блок кондиционера). В этой
сети подключение к нагрузке любого линейного провода (Ц
ш
109
ГЛАВА 5
и Ц) и нейтрального подаст на нее напряжение 115 В.
Подключение нагрузки непосредственно к L1 и Ц обеспечит ее
напряжением 230 В. ; Q
Рис. 5.10. Принципиальная схема
трехпроводной сети напряжения
230 В с одной фазой и частотой 60 Гц
Поставщики электроэнергии используют трансформатор для
создания сети 230 В-1ф-60 Гц. Схема его включения в этой
сети показана на рис. 5.11. Обратите особое внимание на
вторичные обмотки трансформатора. Трансформатор получает одно
значение напряжения и посредством элетромагнитной
индукции преобразует его к другому: на первичной обмотке 4800 В,
а на вторичной — 230 В. Первичная обмотка трансформатора,
или его вход, соединена с исходным напряжением, вторичная
обмотка производит выходное, или новое напряжение.
Рис.5.11. Схемасоединения обмоток трансформатора,
формирующего сеть 230 В- 1ф-60 Гц
Все оборудование должно работать в диапазоне ± 10%
от номинального напряжения. Например, часть
оборудования, рассчитанная на напряжение 230 В, должна работать при
минимальном напряжении 207 В и максимальном — 253 В.
Поставщики поддерживают напряжение в сети в пределах ±10%
от его штатного (номинального) значения. Оборудование
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... JJQ
кондиционирования воздуха более устойчиво работает при
повышенном напряжении, чем при пониженном.
5.4. ТРЕХФАЗНЫЕ СЕТИ
Трехфазный ток используется в большинстве зданий
торгового и промышленного назначения. В трехфазной сети три
линейных провода и один нулевой подаются на
распределительное оборудование и затем — на обычное оборудование.
Трехфазное электропитание универсальнее, чем однофазное,
так как предоставляет более широкий выбор параметров
сетей. Понимание назначения и достоинств трехфазных сетей
обязательно.
Трехфазное электропитание имеет много преимуществ
перед однофазным при использовании его в торговом и
промышленном оборудовании. В большинстве случаев в быту не
потребляется достаточно электроэнергии, чтобы оправдать
использование трехфазного питания. Потребителю
электроэнергия в «трехфазном» виде обходится дешевле, чем в
«однофазном». Для трехфазных электродвигателей не
требуется специальная пусковая аппаратура, что исключает один из
источников неприятностей при их производстве и
обслуживании. Трехфазное питание обеспечивает лучшие пусковые и
рабочие характеристики двигателя в сравнении с
однофазным. Многие мощные электродвигатели, применяемые в
промышленности, существуют только в трехфазном исполнении,
избавляя здания от использования в них однофазного
электропитания. Таким образом, большинство зданий торгового
и промышленного назначения снабжаются трехфазным
электропитанием.
Единственный недостаток трехфазных сетей —
относительно высокая стоимость электрических щитов и другого
распределительного оборудования.
Существуют, в основном, два типа трехфазных сетей,
используемых в торговых и промышленных элетрических
системах: сеть с соединением фаз треугольником с
параметрами 230 В-1ф-60 Гц и с соединением фаз звездой с
параметрами 208 В-Зф-60 Гц или 460 В-Зф-60 Гц.
о*
Ill
ГЛАВА 5
5.5. СЕТИ С СОЕДИНЕНИЕМ ФАЗ ТРЕУГОЛЬНИКОМ
Сеть 230 В-Зф-60 Гц с соединением фаз треугольником
используется в основном в зданиях, которым необходимо
подавать большую мощность на двигатели и другое
трехфазное оборудование. Эта сеть обычно подводится к зданиям
четырьмя проводами, которые, как правило, включают в себя
три линейных и один нулевой, но в некоторых редких
случаях подводятся только три линейных провода. Рис. 5.12
представляет электрическую схему сети 230 В-Зф-60 Гц. Эта сеть
необычна тем, что содержит фазу высокого напряжения,
которая на рис. 5.12 обозначена как Lr Поключая Ц к земле
(разумеется, через нагрузку, а еще лучше — через вольтметр.
Прим. пер.) или к нулевому проводу, получим напряжение в
пределах от 180 до 208 В. Напряжение между линейными
проводами (L1 и Ц , Ц и Ц , Ц и Ц ) составит 230 В, а между
линейными и нулевым проводом (Ц и N, Ц и N) — 120 В. При
пропадании одной из фаз будет подаваться только
однофазное напряжение (сеть станет однофазной). Такие условия
легко могут повредить любое трехфазное оборудование.
Схема вторичных обмоток понижающего
трансформатора, образующего сеть с соединением фаз треугольником,
показана на рис. 5.13. Фаза высокого напряжения обязана своим
происхождением тому факту, что трансформаторная
обмотка между выводами Ц — N длиннее обмоток между
выводами Ц — N и Ц— N.
Рис.5.12. Принципиальнаясхема четырехпроводной сети с
напряжением 230 В, тремя фазами и частотой 60 Гц
ремонт холодильников. кондиционеров и... ^ 12
Рис. 5. /5. Схема соединения обмоток трансформатора,
формирующего сеть 230 В-Зф-60 Гц с соединением фаз треугольником.
Сеть 230 В-Зф-60 Гц с соединением фаз треугольником
используется преимущественно там, где имеется множество
трехфазных цепей с напряжением 230 В и небольшое число
цепей с напряжением 120 В. Сеть предоставляет две 120-
вольтные фазы, когда выводы Ц и Ц подключены к цепи
вместе с землей. Если высоковольтная фаза (или L1 )
подводится к цепи совместно с землей, она доставит к ней
напряжение в пределах от 180 до 208 В. Это напряжение повредит
любую 115-вольтовую нагрузку или электроприбор.
Выявление сети 230 В-Зф-60 Гц может легко и просто
выполняться путем измерения напряжения между любыми
линейными проводами с помощью вольтметра. Если измерения
дают 230 В, мы имеем дело с сетью, фазы которой соединены
треугольником. Высоковольтный провод распознается по
оранжевой маркировке. Другой способ идентификации сети —
измерение напряжения между каждым линейным проводом и
землей с помощью вольтметра. Если напряжение между
одним из линейных проводов и землей дадут значение в
пределах от 180 до 208 В, значит, мы имеем дело с
«треугольником».
113
ГЛАВА 5
5.6. СЕТИ С СОЕДИНЕНИЕМ ФАЗ ЗВЕЗДОЙ
Электрическая сеть 208 В-Зф-60 Гц с соединением фаз
звездой распространена в зданиях, где требуется большое
количество 120-вольтовых цепей. Это школы, больницы и
административные здания. Сеть обеспечивает универсальность
использования трехфазного переменного тока и возможность
питания многих 120-вольтовых цепей с лампами,
электроприборами и другим рассчитанным на это напряжение
оборудованием. Паспортные значения напряжения некоторого
оборудования таковы, что для его правильной работы и выбора
требуется использование определенной сети. Следовательно,
распознавание этой цепи имеет важное значение из-за
большой потребности в низком напряжении — 120 В.
Сеть снабжена четырьмя проводами — одним нулевым и
тремя линейными, что показано в схематичной форме на рис.
5.14. Сеть с напряжением 208 В отличается от сети с
напряжением 230 В отсутствием в ней относительно высоковольтной
фазы. На рис. 5.14 L1 , Ц и L3 — линейные провода, a G
представляет землю. Напряжение между любыми двумя
линейными проводами (Ц, Ц и Ц ) равно 208 В. Подключение
нагрузки между любым линейным проводом (Ц , Ц или Ц) и
землей (G) обеспечит ее напряжением 120 В. Как можно
видеть из принципиальной схемы, в наличии имеются три 120-
вольтовых фазы. Это дает намного больше 120-вольтовых
цепей, чем сеть 230 В с соединенными треугольником фазами.
Рис.5.14. Принципиальная схема четырехпроводной сети
208 В-Зф-60 Гц
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 1 J4
Схема вторичных обмоток трансформатора, образующего
трехфазную сеть с напряжением 208 В и соединением фаз
звездой, показана на рис. 5.15. Как видно из рисунка,
подобное название соединения фаз вытекает из способа их
соединения. Всем трем выводам трансформатора соответствуют
обмотки одинаковой длины, тогда как на сеть с треугольным
соединением фаз это утверждение не распространяется.
Соединение трансформаторных обмоток звездой используется
в различных высоковольтных сетях. Идентификация сети 208 В-
Зф-60 Гц выполняется достаточно просто с помощью
вольтметра. Если измерения дают напряжение 208 В между
любыми двумя линейными проводами и 120 В между каждым
линейным проводом и землей, то мы имеем дело с
рассматриваемой здесь сетью. Сеть с напряжением 208 В и
соединением фаз звездой является сбалансированной и не содержит
подлежащей выявлению высоковольтной фазы. Однако в
процессе проведения подключений следует быть внимательными
при распознавании нулевого провода.
Рис.5.15. Схема соединения обмоток
трансформатора, формирующего
сеть 208 В-Зф-60 Гц с соединением
фаз звездой
5.7. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ СЕТИ
Высоковольтные сети находят широкое распространение
из-за многочисленных достоинств. Они используются
преимущественно в промышленных зданиях, но иногда
встречаются и в организациях торговли. Необходимо понимать и
уметь распознавать высоковольтные системы, чтобы обеспе-
о»
115 222£« Q
чить безопасность персонала и предотвратить повреждение
оборудования.
На практике существуют несколько высоковольтных
систем. Это и 240/480В однофазная, и 240/416В трехфазная, и
277/480В трехфазная сеть. Эти сети могут распознаваться с
помощью вольтметра. На практике встречаются различные
цепи с соединением фаз треугольником и звездой. В этом
подразделе мы обсудим сеть 277/480 вольт, поскольку она
достаточно распространена. Однако на практике
существуют и другие высоковольтные сети.
Достоинства высоковольтных сетей
Использование высоковольтных сетей имеет много
достоинств. Во-первых, все электрические соединения
рассчитаны на 600 В. Во-вторых, выключатели, реле и другие
коммутационные устройства незначительно отличаются от
использующихся в сетях 208 и 480 В; двигатели могут наматываться
иначе для высоких напряжений, но при этом они будут стоить
несколько дороже. Вспомогательное оборудование и
электрические коммуникации могут быть меньше в сети 480 В, чем
в низковольтной. Это сбережет потребителю немало
денежных средств.
Недостатки высоковольтных сетей
Недостатки использования высоковольтных сетей
происходят от проблем, которые должны быть вызваны попыткой
воплощения обычной высоковольтной сети в данном районе. Если
потребителю требуются однофазные цепи с напряжением как
120 В, так и 230 В, он должен иметь дополнительные
трансформаторы. Однофазное оборудование более распространено, чем
трехфазное. Производители предпочитают настраивать свое
оборудование на несколько обычных напряжений для того, чтобы
ограничить его номенклатуру. Теперь они вынуждены
производить много двигателей с различными номинальными
напряжениями для удовлетворения запросов потребителей.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
116
Сеть с напряжением 277/480 В
На рис. 5.16 показано схематическое изображение
трехфазной сети 277/480 В с соединением фаз звездой. Сеть имеет
преимущественно промышленное применение, но иногда
встречается и на предприятиях торговли. В сети не предусмотрено
питание однофазным напряжением 120 В и 230 В без
использования отдельного понижающего трансформатора.
Рис.5.16. Принципиальная схема
сети 277/480 В-Зф-60 Гц с
соединением фаз звездой
Между любым линейным проводом (L1 , Ц и Ц ) и землей
(G) существует напряжение 277 В. Цепи такого напряжения
широко используются в торговых и промышленных
осветительных системах для приведения в действие
люминесцентных ламп. Между любыми двумя линейными проводами (L, и
Ц , Ц и Ц , Ц и [_3) может быть получено
напряжение 480 В. Если требуются три
фазы, их можно получить путем
подключения к трем линейным проводам. Рис.
5.17 иллюстрирует схему полностью
симметричного трансформатора системы
277/480 В -Зф-60 Гц с соединением фаз
звездой.
Рис.5.17. Схема соединения обмоток
трансформатора, формирующего сеть
277/480 В-Зф-60 Гц с соединением фаз
треугольником
Н wm в
117 ™£1£ |^
Наличие сети 480В-Зф-60Гц достаточно просто
устанавливается с помощью вольтметра. Если измерения дают 480 В
между любыми двумя линейными проводами и 277 В
между линейным проводом и землей, то мы имеем дело с
сетью 277/480 В с соединением фаз звездой. Эта сеть
является сбалансированной и не содержит подлежащей
выявлению высоковольтной фазы. Однако во время
подключения следует быть внимательными при выявлении нулевого
провода.
Краткие выводы
Переменный ток используется в большей части
оборудования устройств нагрева, охлаждения и кондиционирования
из-за большей технологичности в сравнении с постоянным
током. Он проще передается на большие расстояния и для
этого не требуется дорогостоящее оборудование. Он может
подаваться при любом номинальном напряжении,
необходимом потребителю.
Переменный ток изменяет свое направление дважды в
течение периода. Число периодов в секунду называется его
частотой. Стандартной является частота 60 Гц. Напряжение
опережает ток в цепях переменного тока при индуктивном
характере сопротивления. Ток опережает напряжение, когда
сопротивление цепи имеет емкостной характер. Сумма
активного и реактивного сопротивлений цепи переменного тока
называется импедансом.
Напряжение и ток в цепях переменного тока сдвинуты по
фазе. Следовательно, мощность цепи должна рассчитываться
как эффективная мощность. Отношение активной мощности
к полной мощности в цепи переменного тока называется
коэффициентом мощности.
Поставщики электроэнергии могут подводить к зданиям
одно- или трехфазный ток в диапазоне напряжений от 208 до
460 В. С электростанции поступает высокое напряжение,
которое понижается к удобному для потребителя значению.
Обычными характеристиками электрических сетей являются 230 В-
1ф-60 Гц, 230 В-Зф-60 Гц, 208 В-Зф-60 Гц и 460 В-Зф-60 Гц.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... j-^g
Сеть 230 В-Зф-60 Гц с соединением фаз треугольником
является обычной во всех зданиях промышленного и
торгового назначений. Она повышает эффективность
электрических систем с большим количеством трехфазных
цепей и цепей напряжения 230 В. Сеть подводит три
линейных провода и один нулевой (землю), которые
обеспечивают напряжение 220 В между любыми двумя из трех
линейных проводов. В этой цепи есть высоковольтная фаза.
Следует быть осторожным, чтобы не подключить какую-нибудь
110-вольтовую цепь к высоковольтной фазе. Между землей
и любыми двумя другими фазами может быть получено
напряжение 110 В. Обнаружение этой цепи необходимо для
предотвращения повреждения 110-вольтового оборудования
и обеспечения правильного выбора последнего.
Сеть напряжения 208 Вис соединением фаз звездой
является хорошо сбалансированной и широко
используемой в зданиях, которым небходимо множество цепей как
напряжения 120 В, так и трехфазные цепи напряжения 208 В.
Она не приводит в действие двигатели столь же
эффективно, как сеть напряжения 230 В с соединением фаз
треугольником, но обладает большими возможностями для
сбалансированного использования каждой фазы. Большинство
оборудования создано для сетей напряжения 208 В или 230 В,
а некоторое оборудование может эксплуатироваться в
любой из них.
Высоковольтные цепи находят все большее
распространение, так как в них могут использоваться провода
меньшего сечения, что удешевляет установку оборудования.
Несмотря на то, что высовольтные сети имеют различные
характеристики, сеть напряжения 277/480 В с соединенными
звездой фазами является наиболее распространенной.
Большое количество оборудования нагрева, охлаждения и
кондиционирования рассчитано на повышенные
напряжения. Персонал, связанный с этим оборудованием, должен
уметь распознавать высоковольтные сети в целях защиты
от повреждения и правильной установки оборудования.
ш
ГЛАВА 5
Вопросы
1. Что такое переменный ток?
2. В чем заключаются преимущества переменного тока перед
постоянным?
3. Обычной частотой используемого в США переменного тока
является __ .
4 Что такое реактивное сопротивление?
£ Что такое импеданс?
6. Дайте краткое описание схемы передачи переменного тока от
электростанции к потребителю.
7. Назовите характеристики четырех наиболее распространенных
в настоящее время электрических сетей.
8. Количеством фаз переменного тока является .
9. Справедливо ли высказывание: магнитная индукция в цепях
переменного тока — явление, которое объясняется действием
магнитных полей, вызванных электрическим током.
10. Каковы обычные параметры электропитания бытовых помещений?
11. Что такое диапазон допустимых значений напряжения, в
котором способно функционировать оборудование переменного тока?
12. Каким образом может распознаваться электрическая сеть 30В-
1ф-60 Гц?
13. В чем заключается отличие между однофазным и трехфазным
переменным током?
14. Каковы напряжения в сети, если формирующие ее фазы
вторичные обмотки трансформатора соединены звездой?
15. Каковы напряжения в сети, если формирующие ее фазы
вторичные обмотки трансформатора соединены треугольником?
16. В чем состоят достоинства и недостатки сетей, фазы которых
соединены треугольником?
17. Как могут распознаваться сети, фазы которых соединены
звездой и треугольником?
18. В чем заключаются преимущества сети с напряжением 460 В
перед сетью с напряжением 208 В? Фазы обеих сетей
соединяются звездой.
19. Справедливо ли высказывание: однофазный переменный ток
наиболее распространен в зданиях промышленного и
торгового назначения?
20. Нарисуйте схему подключения фазовых обмоток
трансформатора звездой и треугольником.
21. В чем заключаются достоинства сети 208 В-Зф-60 Гц? В зданиях
какого назначения эта сеть преимущественно используется?
22. Где применяется сеть 277В-1ф-60Гц?
ГЛАВА 6
МОНТАЖ СИСТЕМ НАГРЕВА,
ОХЛАЖДЕНИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Правильная установка оборудования нагрева,
охлаждения и кондиционирования столь же важна в
промышленности, как и любая другая технологическая операция.
Установка оборудования охватывает широкий круг вопросов,
однако одними из наиболее важных являются монтаж
электропроводки для его питания и выбор номиналов входящих
в нее элементов. Таким образом, промышленный персонал
должен хорошо знать устройство электропроводки здания
и ее элементов.
Как только энергоснабжающая фирма подводит
электроэнергию к зданию, потребителю следует завести ее в само
здание. Для выполнения этого используются несколько
разновидностей распределительных щитов в жилых домах и
множество типов — в зданиях торгового и промышленного
назначения. Следовательно, обслуживающим техникам и
монтажникам важно разобраться, как электроэнергия
распределяется внутри здания.
В этой главе мы обсудим несколько компонентов
электрических цепей, сервисное обслуживание оборудования. Мы
также рассмотрим несколько типов распределительных
панелей, с которыми персонал может столкнуться в процессе
работы.
121
ГЛАВА 6
ш
6.1. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ
Производители оборудования обычно приводят требуемые
сечения проводов и номиналы предохранителей в инструкции
по его установке. Однако во многих случаях человеку,
ответственному за монтаж оборудования, приходится самому
рассчитывать сечения проводов и номиналы предохранителей.
Национальный Электрический Стандарт определяет типы и
сечения проводов, которыми можно пользоваться для конкретных
применений и при определенном токе. Правильное сечение
провода и номинал предохранителя важны для продолжительной и
эффективной работы любого оборудования. Следовательно,
монтажник должен знать, как они определяются.
Медь — наиболее распространенный в промышленности
проводник. Тем не менее из-за более низкой стоимости в
отдельных случаях используется алюминий. Медные
провода — хорошие проводники электричества и обладают
другими характеристиками, благодаря которым они стали
наиболее распространенными из всех используемых
проводников. Медные провода легко гнутся, имеют хорошую
механическую прочность, устойчивы к коррозии и легко
соединяются друг с другом. Алюминиевые проводники, с другой
стороны, не обладают всеми достоинствами меди. Алюминий
вполне хорошо проводит электричество, но при этом
возникают проблемы из-за его низкой устойчивости к коррозии.
Таким образом, соединения алюминиевых проводов имеют
склонность к потере электрического контакта в результате
коррозии.
Сечения проводов
Стандартные сечения проводов задаются американским
сортаментом проводов (American Wire Gauge — AWG).
Сортамент содержит список сечений, начиная от самого
крупного, 0000 (4/0) и кончая самым маленьким 50. В
промышленности наиболее распространены провода с сечениями в
диапазоне размеров между 20 и 4/0. Наиболее популярными
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
122
являются сечения проводов в пределах от номера 16 до
номера 4.
В отдельных случаях требуются провода более
крупного диаметра, чем 4/0. Для их классификации используется
система единиц круговых милов1. Диапазон представления
величин в круговых милах обычно лежит в пределах от 250
МСМ, что приблизительно равно диаметру 1/2 дюйма, до
750 МСМ, что приблизительно соответствует диаметру в 1
дюйм (МСМ — сокращенное название единицы измерения
в 1000 круговых милов). Система круговых милов не
распространяется на более крупные сечения. На рис. 6.1
представлена таблица с характеристиками круглых медных
проводов.
Что нужно учитывать при прокладке
электропроводок
Тип окружающего проводник электроизоляционного
покрытия (или материала) определяет области его применения и
предельно допустимый ток. Изоляционные материалы разных
марок используются для различных целей. Например,
изоляционное покрытие может быть теплоустойчивым, влагоустой-
чивым, тепловлагоустойчивым и устойчивым к воздействию
некоторых сред. На рис. 6.2 представлена неполная таблица
из Национального Электрического Стандарта (NEC), в
которой приведены области применения проводников и их
изоляционные покрытия. Национальный Электрический Стандарт, или
NEC, зарегистрирован Национальной Противопожарной
Ассоциацией (National Fire Protection Accociation, Inc., Quincy, MA).
Несколько факторов должны учитываться при выборе
сечения провода. Такими факторами являются падение напря-
Мил — одна тысячная часть дюйма, составляющего 25,4 мм; круговой
мил — единица измерения, получаемая путем возведения числа милов
в квадрат; исходя из определения, круговой мил является единицей
измерения площади; с методической точки зрения круговой мил было
бы правильнее называть квадратным, однако именно такое название
закреплено за ним в этой книге. Прим. перев.
123 глАВА6 m
жения, тип изолирующего покрытия, внешняя оболочка кабеля
и соображения безопасности. Падение напряжения в цепи, с
учетом ее протяженности, должно рассчитываться
монтажником. Тип изоляционного покрытия, ограждения и меры
безопасности могут устанавливаться с помощью таблиц
Национального Электрического Стандарта. В Стандарте также имеются
таблицы выбора сечений проводов, указывающие допустимый
ток как для алюминиевых, так и для медных проводов.
Национальный Электрический Стандарт (NEC) считается
руководством по безопасной прокладке электропроводок. Однако
стандарт не гарантирует, что все построенные по его методикам
системы будут хорошо работать. Это является предметом
ответственности создателей электрических сетей.
Падение напряжения
Падение напряжения в проводнике имеет первостепенное
значение при выборе его сечения. Любое напряжение,
которое теряется между источником питания и оборудованием, не
достигает последнего. Если падение напряжения в
электропроводке достаточно велико, это серьезно повлияет на
работу оборудования. Однако даже небольшое падение
напряжения вредно для оборудования. При работающем устройстве
его величина может легко определяться путем измерения
напряжения непосредственно на источнике и на оборудовании и
последующего вычитания второго значения из первого. Если
напряжение на источнике равно 240 В, а на работающем
оборудовании — 210 В, значит, падение напряжения в проводке
составляет 30 В. Допустимое относительное снижение
напряжения для большинства оборудования равно 10%.
Таблица сечений проводов
На рис. 6.3 показана заимствованная из Национального
Электрического Стандарта таблица предельно допустимых
токовых нагрузок для медных и алюминиевых проводов.
Таблица размеров из НЭС как правило точна при выборе
^ 5
OCOOvSoiW^CONJ- OCD00vlOai^C0tO-O«300^Q(jn^Wk)-O^00NjQCfl^WtO-'OOOO
-*• — — to
м.-*^ююоо1ис^аооо10Фоа1Ю-к^ачо^^сласо'-*-чф*ч^ооор
L.^^^KjwwaioiSoNJOiowtsJOO^-wtaKJOKX^^oowwoooooooooooooo
PNJCyip(^--pOC0^ZI^JOtO^O£KV0roOOOOOOOOOOOOOO©OOOOOO©OOO
^Ln^booLnbo^ro^o
lOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO — ^-^КЭГОСОЛнСЛ^ОООСОф
OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO00---IOtvJWiN0lft00OWaO№N3-K3(flW04sJ05
0©~^^NJCOC04^a>^tONJCn©^^0©COtO'-''00>-*COaiCO*«JCO'1«4Cn
OOOOCOCDOlOOtOJ^O} Oi <£> СЛ
О1юс^а>оюоосл^л*^^о>;ослоо4^гоооюоо'^оосо©со'-»><ооо©<£>со©
СЛ © O
о о о о о о о о о © о о о о о о г ^ г- к? со со *> <л ^ <£> £ о1; 5 К " й о со 2 8 § § § S § S § §
<£> ^1 Oi O -^J 45s
Порядковый №
noAWG
Диаметр,
мил
Круговые
милы
Квадратные
дюймы
Поперечное сечение
Сопротивление участка
жилы длиной
1000 футов
при t25°C
(77°F)
Масса
провода
длиной
1000
футов, фунты
125 ГЛ^1 Щ
электрических проводников, если образованная ими цепь
не слишком длинна. Например, если 5-тонный
конденсаторный блок потребляет 24 А, обслуживающий механик
должен увеличить расчетную токовую нагрузку на 25%,
которая в этом случае составит 30 А. Это дает общую токовую
нагрузку 30 А в качестве исходных данных для выбора
проводника. Из таблицы на рис. 6.3 мы видим, что в цепи
электропроводки потребуется медный провод номер 10 TW. Из
этой же таблицы видно, что для цепи подойдет и
алюминиевый провод номер 8 TW.
На рис. 6.4. приведена таблица рекомендуемых
параметров проводов для одного образца оборудования. Сечения
проводов даны в ее первом и третьем столбцах. На рис. 6.5
показана таблица электрических характеристик конкретной
модели оборудования. В ней не приводятся точные сечения
проводов, но указываются их токовые нагрузки (колонка с
заголовком MWA). Монтажник обычно пользуется этим
столбцом и таблицей НЭС для выбора сечений провода.
Многие пункты НЭС посвящены теме выбора сечений
проводов. Большинство специалистов используют Стандарт для
справок. Приведенные ранее примеры даны в качестве
совета, как надо пользоваться его таблицами.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
126
Торговая марка
Теплоустойчивый {
термопластик
Влаго- и
теплоустойчивый
термопластик
Влаго- и
теплоустойчивый
термопластик
Влаго- и
теплоустойчивый
термопластик
Влагоустойчивый
термопластик
Подземный кабель
или одножильный
кабель
Предельная
рабочая
температура
90°С
75°С
75°С
90°С
75°С
60°С
75°С
Условия применения
В сухих и влажных
условиях
Во влажных
условиях
В сухих условиях
Во влажных
и сухих условиях
Специализированное
применение
внутригазоразрядного
осветительного оборудования.
В открытых цепях напряжение
1000 В и менее (размеры 14-8
можно использовать в
соответствии с подразделом 410-31%)
Во влажных
и сухих условиях
В сухих
и влажных условиях
См. п. 339
*
•*
с учетом совмещения с внешней оболочкой
для информации о предельно допустимой токовой нагрузке см. раздел
339-5
**** некоторые изоляционные покрытия не нуждаются во внешней оболочке
++ Изоляционные покрытия и внешние оболочки, по отношению к которым
упоминается о медленном воспламенении, могут быть чувствительны к
задымленности помещения. В этом случае условное обозначение будет
дополняться символами /LS.
+++ условные обозначения проводов могут дополняться цифрой 2 (например,
RHW-2), что говорит о возможности их длительного использования при
температуре 90° С в сухих и влажных условиях. Предельно допустимые
токовые нагрузки проводов такого типа приводятся в колонке с
заголовком 90° С в таблице предельно допустимых значений тока.
127
ГЛАВА 6
т
Изоляционное покрытие
Медленно воспламеняющийся
теплоустойчивый
термопластик
Медленно воспламеняющийся
тепло-влагоустойчивый
термопластик
Медленно воспламеняющийся
тепло- влагоустойчивый
термопластик
Медленно воспламеняющийся
влаго- и теплоустойчивый
термопластик
Медленно воспламеняющийся
влаго- и теплоустойчивый
термопластик
Влагоустойчивый
Влаго- и теплоустойчивый
Внешняя оболочка
Нейлоновая оболочка
или ее заменитель
Нет
Нет
Нейлоновая
оболочка или ее
заменитель
Нет
Совмещено
с изоляционным
покрытием
Рис. 6.2. Таблица областей применения проводников и их
изоляционных покрытий. (Напечатанос разрешения NFPA 70-1990,
Национальный Электрический Стандарт. Copyright 1990, National
Fire Protection Association, Inc., Quincy, MA. Этот перепечатанный
материал не отражает исчерпывающую официальную позицию
НППА по данному вопросу, которая представляется только
полным оригинальным текстом стандаота.)
I"
i*
- .' X
о J g 2 |
и i « в, а
« * ф _ *
5 5 5 5 а
Jo
H - СП «, . i
p
О
I
Уо
к
oo 2
«III!
s^stetiili
i
MOCO
in in ^ '
см со
: m о о irt
(NCOTf Ю
+ + *&
0 0 тг m|
CM CO
О «N CO ^1
CM
oo + 4. -f in ml
'*■■ in о о "^ ***■
CM CO ГГ
00 in о о in ol
r- CM CO ^ 1Л N
+ + + ° .
CM CM CO .
: + + о © ml
: 5 J со тг иЯ
CM CM
со со ч* см о со col
;«* «ncsnH
i m о m
cooH
mod
cooW
mtflOi
CD Г^- CD <
m in in ml
OOO
CD ■«— со in
m о in m
a> •«- см
о in
00 о ч- co|
• OO CD *H
ТГГОСМт-
m о in
со m г*, о
ml©
1- t- f- CMKM
_ momq
ro m со о m
см см со
о m о m
ю о о m m
CM m r^ cd со
ИМ см см см coj
йпггт-отаг
см со m cokb
о т о о
- <«- со т
_ т т _
Г*. О) СМ СО,
ч- СМ СМ
т о in о
со ел *- т
*- *- СМ СМ
in о о
iTNOrt
«- т- СМ СМ
•л т т
СМ ** СО СЛ
О О О О
«- CM CO «g
ВТ
,_. о т о i
|см со со rr i
г©"©-©-
COinN*H
1 см см см ci
о о т
CD ч- СМ
ч- СМ СМ
■
о о о о
см т со eg
СО СО СО чт
|т о о т ml
*м со со со **
т т о ю о
1гм со т- со ooi
мм см со со coi
тип о о о •
1ч- Tf in CO i
WM СМ СМ СМ
о о т о о
(D Гч N СО О)
1П О СП © О
со см со т со
СО ТГ TJ- ТГ -^
о т о о т
г- о см со со
СО ТГ TJ- ТГ ч*
Г*. CO CD
со со со со col
тТО
т о о о
со ч- см со т
см со со со со
т|т
т т т о
N О СО Ш S
со ^ ^ ^ ^d-
т о т т
г*- см со т со
тг т т т ~
о о т т
со о т- со со
о о т о _
СМ СО Г^- CD CM
^ TJ- rr TJ- ю
т т о о
»п со о *— со
гп со ^t rr ^t
00000
in о in о о
см со со "or mJ
00000
о о т о о
«о n i>. со а>
о о о о о
о in о т о
О (N 1Л N О
*- *- ч- *- СМ
о т т т о
о ^г со ^- со
in т т со со
in m in ел о
CO CM CO CD ч-
Ш 1П СП CD
1 m о т о
со см тг со
^ 1Л 1Л Ш
1 m m m о
со о со in
Ю Гчгч s
_ о о in in
Icd *^t со о см
" Ю Ю Гч Г*
okn
о in о in
CD CM CO CD
hn m со со со
in о in о
hn CD CM ^ CD
^fm in in
00000
ю т о т о
о см m г-* о
sua ф
Поправочные коэффициенты
для расчета предельно допустимого тока
Температура ок-
1 ружающей
среды
21-25
26-30
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60
61-70
71-80
Для температуры окружающей среды, отличающейся от 30 °С (86°F),|
следует умножать приведенные в верхней части таблицы значения 1
на соответствующий поправочный коэффициент в ее нижней части 1
1,08
1.00
,91
,82
,71
,58
,41
1,05
1,00
,94
,88
,82
,75
,67
,58
,33
1,04
1,00
,95
,90
,85
,80
,74
,67
,52
,30
1,04
1,00
,96
,91
,87
.82
,76
,71
,58
,41
1,08
1,00
,91
,82
,71
I ,58
I '41
1,05
1,00
,94
,88
,82
,75
,67
,58
,33
1,04
1,00
,95
,90
,85
,80
,74
,67
,52
,30
1,04
1,00
,96
.91
,87
,82
.76
.71
,58
,41
Темпера- 1
тура ок- 1
ружающей 1
среды ]
1 70-77
79-86
88-95
97-100
106-113
115-122
124-131
133-140
142-158
160-176
Рис. 6.3. Таблица сечений проводов. (Напечатано с разрешения
NFPA 70-1990, Национальный Электрический Стандарт, Copyright
1990, National Fire Protection Association, Inc. Quincy, MA. Этот
перепечатанный материал не отражает исчерпывающую
официальную позицию НППА по данному вопросу, которая
представляется только полным оригинальным текстом
стандарта.)
Отраслевые электрические сети
Сечение силового
провода AWG
I ю
10
8
8
8
6
12
10
10
8
8
8
10/12
10/10
10
10
10
I ю
14
14
Максимальная длина,!
футы
40
35
43
35
44
56
32
47
36
45
56
47
50/42
45/60
53
45
68
57
79
I 67 ,
Сечение нулевого
провода AWG
! ю
10
10
10
10
8
12 |
10
10 ■
10 !
ю
10
10/12 |
Ю/10
10
10
ю
ю
12
12
Предельный ток 1
предохранителя А 1
35 1
40
50
60
60
70
30
35
45
50
50
60
35/30
35/30
40
45
35
40
20
20
Рис. 6.4. Таблица рекомендуемых сечений проводов для
кондиционеров. (Напечатанос разрешения Carrier Corporation. Copyright
1977 Carrier Corporation, Syracuse, NY.)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
130
Блок
типа 38
AD
410
510
610
110
400
500
600
100
400
500
600
100
^Напряжение фазы
мин/
номинал ( макс
t ».ределы)
208/3 187-229
230/3 198-254
460/3 414-506
575/3 (518-632
280/3 187-229
230/3 198-254
460/3 414-506
575/3 |518-632
208/3 187-229
230/3 198-254
460/3 414-506
575/3 1518-632
L I
MWA
68
62
31
24
86
78
39.
32
86
78
39
32
ICF
198
179
89
71
,184
166
123
99
184
166
123
99
FA
80
70
35
30
100
90
45
35
100
90
45
40
Компрессоры
FLA
49,3
44,3
22,2
17,9
LRA
191
172
86
69
63,6 ) 173/266
57,2
28,6
22,9
64,0
58,0
29,0
23,0
160/240
120
96
173/266
160/249
96
L_*j
Вентиляторы
FIA*
3,2
3,21
1,6
1,0
' 3,2
3,2
, 1,6]
1,01
3,2
3.2
1.6
(*,
FLA-
FU -
KtF-
LRA-
Полный нагрузочный ток в амперах.
Предохранитель (предельно допустимый ток в амперах,
двухэлементный).
Предельная кратковременная токовая нагрузка (в момент
запуска, сумма тока LRA через компрессор и FLA через
остальные двигатели блока).
Ток через неподвижный ротор (пусковой).
MWA —Минимальный ток через провода в соответствии с NEC.
Рис. 6.5. Таблица электрических характеристик большого
конденсаторного блока. (Напечатано с разрешения Carrier
Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation, Syracuse, NY.)
* Блоки типа 38АД 012 и 014 имеют две единицы, а 38АД 016 — три.
Расчет падения напряжения
В приведенной ранее на рис. 6.3 таблице не учитывается
падение напряжения, которое должно рассчитываться для
протяжных электрических цепей. Для определения падения
напряжения в проводнике вы должны знать его длину в
футах. Следующая формула используется для расчета падения
напряжения: Е = IR.
1 Q1 ГЛАВА6
Например, если провод номер 12 TW имеет длину 500 футов,
каково будет падение напряжения в нем при подключении
напряжения 240 В? В первую очередь мы определим
погонное сопротивление провода № 12 с помощью рис. 6.1. Оно
составляет 1,6 Ом на 1000 футов. Из рис. 6.3 находим
предельно допустимую токовую нагрузку провода типа TW №12.
Она равна 20 А. Подставляя в формулу Е = IR необходимые
значения, получим Е = 20 х 0,8 (1,6 Ом на 1000 футов
соответствует 0,8 Ом на 500 футов). Падение напряжения на отрезке
провода длиной 500 футов равно 16 В. Вычитая эту величину
из напряжения электропитания 240 В, получим 224 В
подведенного к оборудованию напряжения.
^ с 22 х D х I
Формула Ed = крмил
также может использоваться (здесь Ed — падение
напряжения, D — длина провода, I — ток и кр. мил — сечение
провода в круговых милах).
В большинстве случаев длина установочных проводов,
подающих напряжение на оборудование нагрева,
охлаждения и кондиционирования, не превышает 75—100 футов.
Следовательно, сечение провода может быть взято
непосредственно из таблицы на рис. 6.3, поскольку в цепях короткой
электропроводки падение напряжения может не учитываться.
(Здесь остается в силе поправочный коэффициент в
таблицах НЭС в случае превышения температуры 30°С).
6.2. РУБИЛЬНИКИ
Все оборудование нагрева, охлаждения и
кондиционирования должно иметь какие-нибудь средства отключения
электропитания. Некоторые образцы оборудования имеют
встроенные устройства отключения, как, например, автоматический
выключатель или блок предохранителей. Тем не менее в
большинстве случаев электрик или монтажник должны снабдить
оборудование устройством отключения электропитания.
Рубильники относительно просты и легко устанавливаются в
случае их правильного выбора.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 1 q о
Рубильник — это двух- или трехполюсный выключатель,
установленный в кожухе. Можно купить рубильники, в
которых есть или отсутствует место для предохранителей.
Рубильники в большинстве случаев содержат клемму заземления,
смонтированную в кожухе. Выключатели могут иметь различные
области применения. Например, четырехполюсный
выключатель с тремя предохранителями обычно используется в
трехфазных цепях и снабжен клеммой для нулевого провода.
Трехполюсные выключатели с тремя предохранителями
обычно применяются в трехфазных цепях и не содержат клеммы
для нулевого провода. Трехполюсные выключатели с двумя
предохранителями, как правило, используются в однофазных
цепях и имеют клемму для нулевого провода.
Принципиальные схемы двух рубильников показаны на рис. 6.6
Можно купить рубильники обычные и сверхпрочные.
Рубильник сверхпрочный обычно устанавливается в
оборудовании, находящемся в постоянной эксплуатации.
Выключатель общего режима, как правило, применяется в редко
используемом оборудовании.
1 1 i /1 i 1 i /
Рис. 6.6. Принципиальные схемы двух рубильников
с предохранителями
Кожухи
Тип кожуха, в который монтируется рубильник,
определяется условиями, существующими в месте его установки. Кожух
обычного типа может использоваться лишь там, где
отсутствуют повышенная влажность, запыленность и взрывоопасные газы.
о*
133 2S5** Q
Влагонепроницаемый кожух может использоваться в местах с
повышенной влажностью, но не там, где существуют пыль или
взрывоопасные газы. Взрывобезопасный кожух может
использоваться в любом месте, однако он дороже других типов, а
следовательно, не применяется без особой необходимости.
Рубильники с предохранителями и без них
Рубильники могут иметь двойное функциональное
назначение. Первое — это применение их как средств
отключения электропитания оборудования. Второе — в качестве
защитных устройств (при правильном выборе номиналов
предохранителей). Если единственным назначением рубильника
является отключение электроэнергии, то следует
воспользоваться рубильником без предохранителей. Однако если
требуется защита электропроводки и оборудования, следует
применять рубильник, оснащенный предохранителями с
правильными значениями номиналов. Большинство производителей
оборудования указывают требуемые номиналы
предохранителей в инструкциях по его установке. При отсутствии
информации по номиналам предохранителей обратитесь к
Национальному Электрическому Стандарту.
Выбор рубильника с предохранителями определяется
режимом работы, типом его корпуса и нагрузочной способностью.
Предохранители разрабатываются таким образом, что каждому
их конструктивному исполнению соответствуют сразу
несколько номиналов. Предохранители с совершенно одинаковым
внешним видом могут продаваться со следующими диапазонами
номинальных токов — от 1 до 30 А, от 30 до 60 А, от 70 до 100 А
и от 100 до 200 А. Существуют предохранители с еще
большими значениями номинальных токов, но они используются
нечасто. Рубильники рассчитываются на токи 30 А, 60 А, 100 А, 200 А,
400 А и 600 А. Рубильник, рассчитанный на 30 А, будет
использоваться для любой нагрузки в диапазоне токов от 1 до 30 А.
Рубильник с предельным током 200 А может использоваться
вместе с предохранителями, номиналы которых лежат в
пределах от 100 до 200 А. Другие значимые характеристики
рубильников могут легко выбираться из каталогов производителя.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
134
При монтаже рубильника исключительно важно
обеспечить надежное соединение подключаемых к нему проводов.
Провода сетевого напряжения должны всегда подключаться
в верхней части кожуха. Нагрузочные, или провода,
осуществляющие электропитание устройства, должны
подключаться с нагрузочной стороны или снизу от предохранителей.
Никогда не допускайте неправильных соединений внутри
корпуса рубильника.
6.3. НАГРУЗОЧНЫЕ ШИТЫ С ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ
Нагрузочные щиты с предохранителями, или
размыкающие щиты, — это такие панели, которые осуществляют
электропитание цепей в здании и защищают их с помощыо
предохранителей. Нагрузочные щиты были распространены
вплоть до 1968 года, когда размыкающие панели
доминировали на рынке. Монтажникам устройств кондиционирования
часто приходится иметь дело с нагрузочными щитами, когда
владелец старого дома пожелает установить кондиционер.
Многие нагрузочные щиты до сих пор существуют, поэтому
механики должны разобраться в них и знать, как производить
правильное подключение к ним. Во многих случаях не
представляется возможным осуществить подключение к таким
панелям оборудования, рассчитанного на напряжение 230 В;
поэтому обслуживающий техник должен знать, когда нужно
рекомендовать монтаж нового распределительного щита.
Один из старых типов нагрузочных щитов с
предохранителями показан схематически на рис. 6.7. В панели
предусмотрен ток 60 А на основное освещение. Это означает, что
общее освещение или все восемь 110-вольтовых цепей дома
не смогут потреблять ток более 60 А. На этой же панели есть
цепь 230 В-60 А для кухонных электроплит. Добавление
любой электрической цепи к 60-амперному нагрузочному щиту
с предохранителями практически невозможно из-за его
конструкции и низкой нагрузочной способности. Большинству
современных домов необходим общий ток 150-200 А.
Нагрузочные щиты с предохранителями, созданные примерно
после 1958 года, способны выдерживать такие токи.
135
предохранители
ГЛАВА 6
Нагрузочные
предохранители
'\ Нагрузка
Рис. 6.7. Принципиальная схема одного из ранних нагрузочных
щитов с предохранителями
Многие установленные в бытовых помещениях щиты с
предохранителями намного лучше и универсальней своих 60-
амперных предшественников. Во многих из них
предусмотрено основное освещение и возможность подключения
дополнительных 230-вольтовых цепей.
Самые современные щиты предохранителей имеют
двухступенчатое построение. При этом к клеммам основной панели
могут подключаться дополнительные блоки с
предохранителями всякий раз, когда часть из них свободна. Такие возможности
позволяют электрику устанавливать дополнительные цепи,
необходимые для любого конкретного здания. На рис. 6.8
показана схема щита. Добавить цепь в щиты последних
модификаций посредством простого подключения блока
предохранителей и закрепления его винтами совсем не сложно.
с/ю
Обозначения
Свободно» моего дм 4 л
1 предохранительный
[SO]
IL2J
^J7
Свободно* место для 1 предохранительный
им тышо*
1
I ч_ _* I
L I
^
Рис. 6.8. Принципиальная схема современного нагрузочного
щита с предохранителями
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
6.4. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЩИТЫ
Автоматически выключающиеся щиты электропитания (или
автоматические щиты) обычно устанавливаются в жилых
домах и в промышленных зданиях. Автоматические
выключатели — устройства, которые обнаруживают любую перегрузку
сверх своего номинального значения и автоматически
размыкают цепь. Выключатель должен затем включаться вручную.
Автоматические выключатели могут быть созданы
практически для любых нагрузок, какими бы большими или
маленькими они ни были. Автоматические выключатели созданы одно-,
двух- и трехполюсными. Количество полюсов определяет
количество фаз, подаваемых от выключателя к нагрузке.
Однополюсный автоматический выключатель подводит только один
линейный провод и образует 110-вольтовую однофазную цепь.
Двухполюсный выключатель подает два линейных провода и
формирует 230-вольтовую однофазную цепь. Трехполюсным
выключателем подаются три линейных провода и образуется
трехфазная цепь питающего напряжения. Выключатели
изготовляются в диапазоне токов от одного до нескольких сотен
ампер в зависимости от области применения.
Конструкция
Автоматические щиты создаются в различных
исполнениях, но имеют одинаковое функциональное назначение.
Различные производители создают автоматические щиты
похожих конструкций, но выключатели одной фирмы обычно не
могут вставляться в щит другой. Тем не менее оборудование
нескольких производителей допускает взаимную замену
комплектующих.
В автоматических щитах может быть или отсутствовать
главный автоматический выключатель. Главный выключатель,
установленный в автоматический щит, обеспечивает его общее
включение-отключение и служит дополнительным средством
защиты от перегрузок. Щиты могут быть с основными фазами и без
главного выключателя, но в них должны быть какие-нибудь
ш
137
ГЛАВА 6
средства защиты. Автоматические щиты оцениваются
значениями токов основных фаз и главного выключателя.
Автоматические щиты создаются для использования в
однофазных и трехфазных сетях и в диапазоне напряжений от 250
до 600 В. Автоматический щит всего дома рассчитан на ток 150
или 200 А и является устройством общего типа. Выключатели в
бытовых щитах срабатывают щелчком (так же, как и в некоторых
щитах для предприятий торговли и промышленности). На рис.
6.9 приведена схема бытового автоматического щита.
Единственный главный
выключатель
1 фаза, 3 провода
Максимальное число полюсов 12
Рис. 6.9. Принципиальнаясхема бытового автоматического щита
Автоматические щиты торгового и промышленного назна*-
чения могут удовлетворять почти любые запросы
потребителей. Они созданы для более тяжелых режимов, чем обычные
бытовые щиты. Большинство щитов
торгового и промышленного назначения содержат
автоматические выключатели, соединенные с
проводом основной фазы с помощью винтов. На
рис. 6.10 показана Схема типичного
автоматического выключателя, используемого в
торговле и промышленности.
Рис. 6.10. Принципиальная схема
автоматического щита промышленного назначения
(Courtesy of Gould l-T-E Electrical Products)
m
-л.
=IS/N
Максимальное число
полюсов 30
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... * оо
Монтаж
Монтаж автоматического выключателя в автоматический
щит не вызывает сколько-нибудь значительных затруднений.
Выключатели вставляются в некоторые щиты путем
прикрепления к основному кронштейну с помощью зажимов. Вы
должны хорошо знать выключатели и их щиты, чтобы заказать
нужный выключатель для конкретного применения.
В большинстве случаев в автоматических щитах имеется
несколько свободных мест для выключателей. Если
возникает ситуация, когда нет свободных отверстий, малогабаритный
выключатель способен заменить свой крупный стандартный
аналог. Большинство производителей поставляют
малогабаритные выключатели.
Следует побеспокоиться и убедиться в том, что выключатель
правильно присоединен с помощью необходимого зажима. При
установке выключателя, который прикрепляется к кронштейну
винтом, убедитесь в том, что выполненные соединения
достаточно надежны. Перед началом работ по установке выключателя
в щит рекомендуется отключить электропитание.
В редких случаях автоматические выключатели выходят из
строя. При этом они или не включаются, или размыкают цепь
при токах ниже номинального. Если встречается хотя бы один
из этих признаков, выключатель подлежит замене. Выключатель
может быть проверен на включение, если измерить напряжение
между землей и самим выключателем. Если напряжение
поступает к нагрузочной стороне выключателя, последний исправен.
Иногда выключатель заедает в замкнутом положении, а если
это так, он должен быть заменен. Выключатель, который
срабатывает при токе ниже номинального, должен проверяться
измерением фактического тока в нагружающей его цепи.
6.5. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЦЕНТРЫ
Распределительные центры предназначены для
распределения электропитания к различным местам большого
здания. Их применение, в основном, ограничивается предприяти-
ш
139
ГЛАВА 6
ями торговли и промышленности. На рис. 6.11 показана
структурная схема системы распределения электроэнергии в
здании, где щит А — главная распределительная точка между
предприятием электросетей и другими электрическими
щитами, оборудованием нагрева и кондиционирования.
Основной источник
электроэнергии
Щит В А
Щит АА осветительный
• К конденсаторному блоку 1
■ К конденсаторному блоку 2
Рис 6.11. Схема распределения электроэнергии в большом здании
Нет ничего необычного в том, чтобы найти в очень
крупном здании несколько распределительных щитов. Они часто
сберегают огромные деньги, поскольку многие цепи
укорачиваются и лишь единственная главная цепь довольно длинна.
Распределительные центры могут выполняться в виде,
нагрузочного щита с предохранителями или в виде
автоматического щита. Исполнение в виде нагрузочного щита более
распространено из-за умеренной стоимости. Крупные
автоматические выключатели чрезвычайно дороги и, следовательно,
используются не так часто.
Краткие выводы
Для правильной установки и обслуживания оборудования
нагрева, охлаждения и кондиционирования производственный
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 140
персонал должен хорошо знать электрические сети и их
элементы в здании. Срок службы и безопасность оборудования
зависят от использования электропроводов нужных сечений.
Падение напряжения, тип изоляционного покрытия, внешняя
оболочка кабеля и безопасность — определяющие факторы
в выборе сечений проводов. Производители обычно
предоставляют инструкции по выбору сечений проводов для
оборудования, но в некоторых случаях механик должен
рассчитывать эти сечения самостоятельно. Национальный
Электрический Стандарт — руководство, которым следует
пользоваться для правильного выбора сечений проводов.
В промышленности используется несколько типов
электрических распределительных щитов. Рубильник, иногда
называемый защитным выключателем, широко используется в
оборудовании вместе с другими электрическими щитами. В
большинстве зданий электрические щиты не располагаются
к оборудованию достаточно близко, чтобы обеспечить его
безопасность посредством отключения. Следовательно, в
большинстве случаев на самом оборудовании или возле него
должны устанавливаться рубильники.
Нагрузочные или автоматические щиты используются в
большинстве жилых домов. Автоматический щит также
распространен в торговых и промышленных электрических
сетях. Автоматические выключатели предназначены для того,
чтобы отключаться и разрывать сеть в случае перегрузок.
Некоторые выключатели крепятся хомутом к основному
кронштейну, другие прикручиваются к нему винтом.
Распределительный центр используется на предприятиях
торговли и промышленности как средство разводки энергии
по другим электрическими щитам здания. Обслуживающий
персонал должен хорошо знать распределение
электроэнергии из-за многообразия номиналов напряжения, питающего
современное оборудование. Механик или монтажник должен
уметь извлекать электроэнергию из любого распределитель-
го щита.
Во многих отраслях производственный персонал
ответственен за общую установку оборудования, включая монтаж
электропроводки. В других случаях монтаж проводок
должен выполняться электриками.
о*
1д1 ГЛАВА6
Вопросы
1. Какие сечения жил должны использоваться для цепи с током 100А?
2. Какие четыре фактора должны приниматься в расчет при
определении размеров проводов?
3. Что такое рубильник?
4. Каковы три основных типа кожухов рубильников?
5. Что такое нагрузочный щит с предохранителями?
6. Что такое автоматический выключатель?
7. Какие неисправности могут быть обнаружены у
автоматического выключателя?
8. Как автоматические выключатели крепятся к кронштейну
электрического щита?
9L Что такое распределительный центр и для чего он
преимущественно используется?
10. Наиболее распространенным проводником, используемым в
промышленности, является .
11. Справедливо ли высказывание: американский сортамент
проводов приводит стандартные сечения проводов, используемых
сегодня в Соединенных Штатах?
12. Каков основной недостаток алюминиевых электропроводок?
13. Как вы будете определять падение напряжения в
электропроводке?
14. В случае затруднений с выбором сечений проводов
обслуживающий техник должен обращаться за справками к .
15. Для чего предназначен рубильник?
16. Справедливо ли высказывание: нагрузочные центры с
предохранителями в настоящее время устанавливаются обычно в
новых домах?
17. Автоматические выключатели содержат полюсов.
Число полюсов определяет .
18. Каково назначение основной фазы автоматического щита?
19. Что вы будете делать в случае, когда в автоматическом щите
отсутствует свободное отверстие для установки оборудования?
20. Каково будет падение напряжения при подключении
напряжения 230 В, если провод 10 TW имеет длину 750 футов?
21. По проводу с сечением жилы 4/0 и длиной 100 футов
проходит ток 150 А. Чему равно приложенное к нагрузке
напряжение, если на вход провода подано напряжение 230 В?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и свободного обращения
с изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторной работе №5 «Выбор сечений электропроводки для
конденсаторных блоков кондиционеров».
ГЛАВА 7
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ:
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Введение
Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в
механическую. Они используются для привода
компрессоров, вентиляторов, насосов, вентиляционных заслонок и
любых других устройств, нуждающихся в энергии для
обеспечения собственного движения.
Существует многообразие типов электродвигателей с
различными рабочими и пусковыми характеристиками.
Большинство однофазных двигателей создаются и используются в
соответствии с их рабочим и пусковым вращающим моментом.
Вращающий момент — это сила, которую двигатель развивает
посредством вращения либо в момент запуска, либо в
процессе работы. Эта глава описывает большинство имеющихся
сегодня в наличии двигателей и то, как они используются в
устройствах нагрева, охлаждения и кондиционирования.
Мы начнем изучение с обсуждения магнетизма —
фактора, необходимого для приведения в действие двигателей, реле,
контакторов и других электрических устройств.
7.1. МАГНЕТИЗМ
Магнетизм — физическое явление взаимодействия
электрически заряженных частиц или тел с магнитным моментом,
осуществляемое магнитным полем. Магнетизм
воспроизводится множеством способов, но независимо от конкретного
способа наблюдаем явление, в основном, одно и то же.
Например, магнитное поле Земли имеет ту же природу, что и
143
ГЛАВА 7
магнетизм подковообразного магнита, трансформатора или
электромагнита. Наглядный пример магнетизма —
способность подковообразного магнита притягивать железные
предметы. Наиболее известным примером этого является
реакция стрелки компаса на магнитное поле Земли.
Рис. 7. 1. Отталкивание одноименных полюсов двух
намагниченных брусков
Все магниты имеют два полюса — северный и южный.
Если северный полюс намагниченного бруска поднесен
близко к северному полюсу другого бруска, произойдет их
отталкивание (как показано на рис 7.1). Если южный полюс
одного намагниченного бруска поднесен близко к северному
полюсу другого, они притянут друг друга и сольются воедино
(как показано на рис. 7.2). Следовательно, одноименные
полюса магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются.
Рис. 7.2. Притяжение
разноименных полюсов двух
намагниченных брусков
<£
N S
N
Магнитное поле. Магниты
Магнитные линии, связывающие северный и южный
полюса магнита, называются магнитными силовыми линиями. Эти
линии показаны на рис. 7.3. Область действия магнитных
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
144
сил называется магнитным полем. В зависимости от
собственной интенсивности магнитные поля могут пронизывать
вещества. Лучше всего магнитные поля пронизывают магни-
томягкие материалы. Этим объясняется то, почему
определенные части двигателей и других электрических устройств
выполнены из электротехнической стали.
Рис. 7.3. Магнитное поле
намагниченного бруска
, /
. (
1 '
, 1
1 1
! ! !
1 ■ I
; ;
\ \
\ \
1
1
1
1
1
1
1
1
1
\
N
S
,"^Д\
■ilfcii. \ \ \
Силовые линии
\ магнитного поля
• i
\:у
$1*ление магнетизма наблюдается при внесении куска
железа в магнитное поле. Важным обстоятельством является то,
что чем ближе предмет к магниту, тем в более сильном
магнитном поле он находится.
Сегодня на практике используются два типа магнитов:
постоянный магнит и электромагнит. Постоянный магнит —-
это кусочек магнитного материала, который
намагничивается и способен поддерживать интенсивность собственного
магнитного поля в течение продолжительного промежутка
времени. Постоянный магнит изготовляется из таких магнитных
материалов, как железо, никель, кобальт или хром. Некоторые
немагнитные материалы — как, например, стекло, камень,
древесина и воздух — не обладают подобными магнитными
свойствами, но могут пронизываться магнитным полем.
Электромагнит — это магнит, создаваемый
электричеством. При движении электронов в проводнике вокруг
последнего создается магнитное поле (см. рис. 7.4). Чем больше
поток электронов, тем сильнее магнитное поле.
Следовательно, если мы возьмем железный стержень и намотаем вокруг
него проводник с током, стержень станет магнитом (см. рис.
7.5). Поток электронов и количество витков проводника вок-
145
ГЛАВА?
руг стержня определяют силу электромагнита. На рис. 7.6
показана схема электромагнита, который используется в
качестве соленоида контактора.
Магнетизм важен в производстве, связанном с устройствами
нагрева, охлаждения и кондиционирования, из-за его широкого
использования в работе электрических устройств. Двигателям
магнетизм необходим для создания вращательного момента.
Реле и контакторы используют магнетизм для размыкания и
замыкания контактных групп. Все рассматриваемые в этой
главе устройства так или иначе используют магнетизм.
Магнитное поле
/'у
1
1
1
\
—t 7
/ Ч
*—1 '
/
Проводник
Рис. 7.4. Магнитное поле, образующееся
вокруг проводника с током
Желеэный стержень
Магнитное поле
/'' '**' "^/-/\ *
Рис. 7.5. Магнитное поле желез- /м^МшшЙ р^
ного стержня при намотанном на \ч. /- L • - ^ -' •
него проводнике с током ч х - J ~~
Проводник i
Рис. 7.6. Электромагнит, используемый
в качестве катушки контактора (схема)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -I ^g
7.2. ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Электродвигатели широко используются при
производстве оборудования нагрева, охлаждения и
кондиционирования. Они необходимы для создания вращательного момента
и привода элементов, которым нужно вращение. Двигатели
приводят в действие компрессоры, насосы, вентиляторы,
таймеры и любые другие устройства, которым должно сообщаться
вращательное движение.
В электродвигателе электрическая энергия преобразуется
в механическую с помощью магнетизма, который и заставляет
этот двигатель вращаться. Способ получения вращательного
движения основан на свойстве разноименных магнитных
полюсов притягиваться, а одноименных — отталкиваться.
Допустим, что простой магнит размещен на оси и используется как
ротор (вращающаяся часть двигателя), а подковообразный
магнит используется в качестве статора, являющегося
неподвижной частью двигателя (см. рис. 7.7а). Движение будет
получено посредством отталкивания и притяжения полюсов
магнита. Ротор будет поворачиваться до тех пор, пока
разноименные полюса притягиваются друг к другу (см. рис.7.76).
Статор Статор
(а) Исходное положение (в) Движение ротора, вызванное
притяжением и отталкиванием
магнитных полюсов
Рис. 7.7. Простейший электродвигатель
Для получения постоянного вращения двигателя
необходимо получить вращающееся магнитное поле, которое
создается обращением полюсов (или полярности) ротора и ста-
ш
147 «"K ф
тора. Переменный ток с частотой 60 Гц изменяет свое
направление 120 раз в секунду. Следовательно, ток будет
изменять полярность статора при каждой смене своего
направления. При постоянной полярности ротора (см. рис. 7.8) его
движение должно вызываться перестройкой полярности
статора. Следовательно, если переменный ток изменяет
направление 120 раз в секунду, значит, двигатель станет вращаться
непрерывно, поскольку полюса статора будут постоянно
отталкивать и притягивать неперестраиваемые полюса ротора.
Рис. 7.8 иллюстрирует работу двигателя в течение одного
полного периода тока (или 1/60 секунды). Движение
двигателя вызывается магнитным полем статора по мере его
вращения вместе с периодическими изменениями тока.
Двухполюсный двигатель со скоростью вращения 3600 об/мин
Начало цикла Полцикла вращения Полный цикл вращения
Рис. 7.8. Полный цикл функционирования электродвигателя
В реальных двигателях ротор не является постоянным
магнитом, как утверждалось в предыдущем рассмотрении. Сейчас
наиболее часто используется ротор с короткозамкнутой
обмоткой («беличье колесо»). Термин «беличье колесо»
широко распространен из-за внешнего вида ротора. На его
стальном основании равномерно располагаются медные или
алюминиевые пластины, закороченные на концах алюминиевым или
медным кольцом. Ротор с короткозамкнутой обмоткой
вырабатывает свое собственное индуктивное магнитное поле при
подаче питания на статор.
Наиболее распространенные электродвигатели работают
почти так же, как и трансформаторы, в которых статор —
первичная обмотка, а ротор — подвижная вторичная обмотка.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... i a g
Ротор будет обладать магнетизмом, возбуждаемым статором,
и его магнитные полюса станут постоянными. Магнитные
полюса статора движутся со скоростью изменения фазы
переменного тока.
7.3. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
В промышленности используются все виды двигателей
переменного тока, чтобы сообщить вращение многим
устройствам сложных систем. Для разных целей нужны различные
двигатели, поскольку все они имеют различные рабочие и
пусковые характеристики. Этот факт, наряду с высокой
стоимостью мощных двигателей, побуждает использовать в
производстве подходящий двигатель для определенной работы.
Например, компрессорам нужен двигатель с высоким
пусковым вращающим моментом и хорошими рабочими
характеристиками. Для пропеллера небольшого вентилятора
используется двигатель с низким пусковым моментом и средней
рабочей производительностью.
Силовые характеристики двигателей
Способ запуска и силовые характеристики обычно
используются для выделения типов электродвигателей. Двигатели
главным образом выбираются по величине пускового
вращающего момента, необходимого для выполнения им своих
функций. Пять основных типов двигателей используются в
системах воссоздания климатических условий: с
экранированными полюсами, с расщеплением фазы, конденсаторные,
конденсаторные с конденсаторным пуском и трехфазные.
Существуют и другие типы, например, асинхронный двигатель с
репульсионным пуском и сериесный двигатель. Однако эти
типы двигателей устарели и не имеют широкого
распространения в промышленности. Пусковые моменты асинхронных
двигателей пяти общепринятых типов, выраженные в
процентах к рабочему моменту, следующие: двигатели с
экранированными полюсами — 100%, с расщеплением фазы — 200%,
о»
149 ™»i Щ
конденсаторные — 200%, конденсаторные двигатели с
конденсаторным пуском — 300%, трехфазные — 600%.
Электродвигатели открытого
и закрытого исполнения
Еще два типа электродвигателей — это имеющие
открытое и закрытое исполнения. Двигатель открытого типа имеет
корпус и используется для вращения таких устройств, как
вентилятор или насос, которые сами по себе не
устанавливаются в какой-либо кожух. Двигатели закрытого исполнения
размещаются в какой-нибудь оболочке. Наиболее
распространенным кожухом такого двигателя является полностью
запаянный герметичный компрессор. Любые пусковые
устройства, используемые в двигателях закрытого исполнения,
обычно устанавливаются вне кожуха. Пусковые устройства
двигателя открытого типа обычно монтируются внутри него. В
следующих разделах мы обсудим пять основных типов
двигателей более подробно.
7.4. ДВИГАТЕЛИ С ЭКРАНИРОВАННЫМИ
ПОЛЮСАМИ
Большинству однофазных асинхронных двигателей
необходима пусковая обмотка, чтобы развить пусковой
вращающий момент и сделать возможным запуск двигателя. В
большинстве случаев пусковая обмотка сдвинута на 90
электрических градусов относительно основной обмотки. В
двигателях с экранированными полюсами используются эти самые
полюса, которые выполняются из замкнутого витка толстого
медного провода, намотанного вокруг определенной части
каждого полюса статора. Такие двигатели используются в
случаях, когда требуются очень маленькие пусковые и
рабочие вращающие моменты, например, в вентиляторе печи,
вентиляторе небольшого конденсаторного блока и в
пропеллере вентилятора открытого типа. Эти двигатели легко
заклинивают, но в большинстве случаев из-за малого тока через
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
150
застопоренный ротор (т.е. ток при поданном питании и
неподвижном двигателе) их обмотки в подобных ситуациях не
возгораются.
Функционирование
С определенной стороны каждого полюса в статоре
вырезан паз, в котором крепится медный провод или лента
(рис. 7.9). При запуске двигателя основные обмотки
индуцируют ток в экранированных полюсах. Эти полюса создают
магнитное поле, сдвинутое по фазе относительно поля
основной обмотки. В результате вырабатывается
вращающееся магнитное поле, достаточное для создания необходимого
пускового момента. Когда двигатель приближается к полной
скорости, действие экранированных полюсов становится
незначительным. Направление вращения двигателя с
экранированными полюсами — от неэкранированного полюса к
экранированному.
Экранированный
полюс
Рис. 7.9. Экранированный полюс
Рис. 7.10 иллюстрирует принципиальную схему
однофазного двигателя с экранированными полюсами. Такой
двигатель имеет единственную обмотку (если не считать сам
экранированный полюс) и является относительно простым. На
рис. 7.11 показана принципиальная схема трехскоростного
двигателя с экранированными полюсами. Его основная
обмотка — это скоростная обмотка, предназначенная для
работы на больших оборотах. Для работы со средней
скоростью основная обмотка подключается последовательно к сред-
151 ГЛАВА7
нескоростной, которая увеличивает число полюсов и снижает
число оборотов магнитного поля статора в минуту. Для
работы на низкой скорости основная обмотка соединяется
последовательно со средне- и низкоскоростной обмотками, что
также увеличивает число полюсов статора и еще больше
снижает скорость.
Рис. 7.10. Принципиальная схема двигателя с
экранированными полюсами
Общий Высокая Средняя Низкая
скорость .скорость скорость
LijuuuuJuuuuuuuuuuuuuJ
Рис. 7. / /. Принципиальная схема трехскоростного двигателя
с экранированными полюсами
Изменение направления вращения
В двигателях с экранированными полюсами трудно
изменять направление вращения, поскольку для
выполнения.этого нужно разобрать двигатель. Направление вращения
таких двигателей определяется расположением
экранированных полюсов. На рис. 7.12 показана компоновка
однофазного двигателя с экранированными полюсами. Когда
экранированный полюс расположен слева от основного (см. рис. 7.12),
вращение, происходящее в направлении экранированного
полюса, будет происходить по часовой стрелке. С другой
стороны, при расположении экранированного полюса справа от
основного (см. рис. 7.13), вращение будет также направлено
в его сторону, но на сей раз — против часовой стрелки.
Следовательно, для изменения направления вращения
двигателя с экранированными полюсами требуется обратить статор
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
152
и изменить положение этих полюсов. Это, как правило,
означает демонтаж двигателя.
Обмотки
Рис. 7.12. Компоновка
двигателя с экранированными
полюсами, вращающегося по
часовой стрелке в направлении
экранированных полюсов
Экранированные
полюса
Основные полюса/
Рис. 7.13. Компоновка
двигателя с экранированными
полюсами, вращающегося
против часовой стрелки в
направлении
экранированных полюсов
Поиск и устранение неисправностей
Двигатели с экранированными полюсами легко
распознаются по медной ленте, намотанной вокруг этого полюса (как
показано на рис. 7.9). Односкоростные двигатели с
экранированными полюсами очень легко диагностируются на
наличие неисправностей благодаря достаточно простой структуре
обмоток, изображенной ранее в схематичном виде на рис. 7.10.
Многоскоростные двигатели (рис. 7.11) более сложны в
плане поиска неисправностей из-за дополнительных скоростных
153 3™ Q
обмоток. Двигатель с экранированными полюсами может
проверяться омметром с целью выявления состояния обмоток.
Заклинивание двигателя с экранированными полюсами не
означает неисправности его обмоток. Если подобное
случилось, двигатель, вероятно, нуждается в смазке. Двигатель с
экранированными полюсами в целом достаточно прост в
части поиска неисправностей и нашел множество применений
в промышленности.
7.5. КОНДЕНСАТОРЫ
Конденсатор состоит из двух алюминиевых пластин с
изолятором между ними. Изолятор предотвращает перетекание
электронов с одной пластины на другую, но предоставляет
этим пластинам возможность накапливать их. На рис. 7.14
изображено условное обозначение конденсатора. Конденсаторы
используются для повышения пускового вращающего
момента и рабочих характеристик однофазных двигателей.
—к—
А/с. 7.14. Условное обозначение конденсатора
Два типа конденсаторов,
применяемых в промышленности
В промышленной практике преимущественно
используются два типа конденсаторов: пусковые (электролитические)
и рабочие (масляные). Пусковые конденсаторы состоят из
двух алюминиевых электродов (пластин), между которыми
расположена химически обработанная и пропитанная
непроводящим электролитом бумага. Эти конденсаторы имеют
диапазон емкостей от 75 до 600 микрофарад (мкФ) и
напряжений от 110 до 330 В. Микрофарада служит единицей
измерения емкости конденсатора; все конденсаторы оцениваются по
величине своей емкости в микрофарадах. Электролитический
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... л ел
конденсатор используется, чтобы помочь однофазному
электродвигателю запуститься.
Масляный конденсатор состоит из двух алюминиевых
электродов, бумаги между ними и заполненного маслом корпуса.
Эти конденсаторы встречаются в диапазоне емкостей
примерно от 2 до 60 мкФ и напряжений от 230 до 550 В. Масляный
конденсатор может использоваться для создания небольшого
или среднего пускового момента, но гораздо чаще
применяется для повышения рабочих характеристик двигателя.
Основное отличие между двумя рассматриваемыми
типами конденсаторов — их назначение. Пусковой конденсатор
создается в относительно небольших корпусах с
диэлектриком, не проводящим электрический ток. Он используется
в течение ограниченных промежутков, времени в каждом
сеансе работы двигателя. Следовательно, пусковому
конденсатору не нужно рассеивать тепло, хотя его емкость и больше,
чем у его напарника — рабочего конденсатора.
Рабочий конденсатор необходим, чтобы оставаться в
цепях двигателя в течение всего сеанса работы.
Следовательно, он должен иметь какие-нибудь средства для рассеивания
тепла. Для этого и предназначено масло в его корпусе.
Масляный конденсатор конструктивно крупнее пускового, но
имеет в сравнении с ним меньшую емкость. Конденсаторы
обоих типов широко распространены в промышленности и
служат двум основным целям.
Поиск неисправностей
Короткий срок службы и отказы конденсаторов могут быть
вызваны различными факторами. Высокое напряжение
способно послужить причиной их перегрева. Это может
повредить пластины и закоротить электроды. Пусковой
конденсатор может разрушаться неисправными пусковыми
устройствами, слишком долго удерживающими его под напряжением.
Избыточная температура способна ограничить срок службы
конденсатора или вызвать постоянное ухудшение его
характеристик из-за плохой вентиляции, непомерной
продолжительности или частой повторяемости циклов пуска. Причина от-
о»
155 ГЛАВА7 ^П
каза должна устраняться немедленно. Сами конденсаторы
регулярно становятся причиной неприятностей.
Все конденсаторы, используемые в однофазных
двигателях, созданы специально для того, чтобы обеспечить их
правильную работу. Тем не менее в некоторых случаях заменить
конденсатор на полностью аналогичный ему невозможно. При
возникновении подобной ситуации воспользуйтесь
следующими правилами замены конденсатора:
1. Номинальное напряжение любого заменяющего
конденсатора должно равняться или превосходить подобное
напряжение заменяемого конденсатора.
2. Емкость заменяющего пускового конденсатора должна
быть не менее емкости заменяемого конденсатора и не
превосходить ее более чем на 20%.
3. Емкость заменяющего рабочего конденсатора может
отличаться в пределах ± 10% от емкости заменяемого
конденсатора.
4. Если конденсаторы монтируются параллельно, сумма их
емкостей равна общей емкости.
5. Общая емкость двух последовательно соединенных
конденсаторов может быть найдена по формуле:
с с,с2
с1+с2
Эти правила следует использовать только в качестве
ориентира. Запомните, всегда предпочтительнее применять
точную копию заменяемого конденсатора.
Сегодня в промышленности широко используются
множество способов проверки конденсаторов. Конденсатор
может проверяться с помощью омметра. Прибор должен быть
настроен на высокоомную шкалу, а обе его клеммы
подключаются к выводам заряженного конденсатора. Если
стрелка прибора отклоняется к правому краю шкалы, а
затем возвращается назад к нулю — конденсатор исправен.
Если стрелка стремится к нулю — конденсатор закорочен.
Если стрелка прибора не движется, это указывает на обрыв
конденсатора.
При появлении сомнений можно воспользоваться другим
способом проверки конденсатора. Путем кратковременной
w-to РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -jgg
подачи напряжения на конденсатор, измерения протекающего
тока и подстановки полученных значений в формулу
2650 х амперы
микрофарады =
вольты
можно получить точное значение емкости. При проведении
подобной проверки включите в цепь предохранитель для
предотвращения возможных перегрузок в случае замыкания
обкладок конденсатора. Пусковые конденсаторы должны
включаться в подобную цепь приблизительно на 5 секунд, не более.
7.6. ДВИГАТЕЛИ С РАСЩЕПЛЕНИЕМ ФАЗЫ
В промышленности используются два основных класса
двигателей с расщеплением фазы. Асинхронный двигатель с ре-
зистивным пуском и асинхронный двигатель с
конденсаторным пуском — это разновидности широко используемых
сегодня двигателей с расщеплением фазы. Очень похожие по
конструкции, двигатели этих типов обладают различными
рабочими характеристиками. В этих двигателях используется
какой-нибудь способ расщепления фазы входного
напряжения в целях создания второй фазы, рассогласование которой
с основной достаточно велико для запуска двигателя. В
подобных двигателях используется две обмотки для смещения
фазы и создания необходимого для запуска
рассогласования фаз между пусковой и рабочей обмотками.
Асинхронные двигатели
с резистивным пуском
Асинхронный двигатель с резистивным пуском содержит
пусковую обмотку для содействия в процессе запуска и
рабочую — для продолжения вращения по достижении
двигателем определенной скорости. Большинство однофазных
двигателей снабжены каким-нибудь способом запуска вращения;
в двигателях с расщеплением фазы оно начинается с
разделения фазы и создания двухфазной цепи. Однофазный ток
расщепляется между пусковой и рабочей обмотками, что сдви-
гает одну из обмоток по фазе на 45—90 градусов. Пусковая
обмотка применяется для помощи двигателю при запуске. Она
также используется до тех пор, пока двигатель не достигнет
75% своей полной скорости. После этого она отключается от
цепи с помощью центробежного выключателя. Когда это
происходит, двигатель работает на полной скорости, используя
только основную (или рабочую) обмотку. Без конденсаторов
он очень похож на двигатели с расщеплением фазы.
Двигатели с расщеплением фазы могут работать от сети
110 В-1ф-60Гц или от сети 208/230 В-1ф-60Гц. Некоторые
двигатели с расщеплением фазы могут работать при любом из
указанных напряжений путем выполнения простых изменений
в их схемах (при желании). Таким образом, это мотор с
двойным напряжением питания. В двигателе с расщеплением фазы
можно обратить направление вращения, поменяв местами
выводы пусковой обмотки на клеммах двигателя/
Двигатели с расщеплением фазы используются в случаях,
когда не требуется высокий пусковой вращающий момент. Они
применяются в таком оборудовании, как двигатели
испарительного вентилятора с ременной передачей, насосы горячей
воды, небольшие герметичные компрессоры, шлифовальные
круги, моечные машины, осушители и вытяжные вентиляторы.
Функционирование
Расщепление фазы в рассматриваемых двигателях
обеспечивается монтажом пусковой обмотки, которая
изготовляется из более тонких проводов и с большим числом витков,
чем рабочая обмотка, обладающая более высокой
индуктивностью. Следовательно, рабочая обмотка на некоторое
время вытесняется из цепи из-за своей более высокой
индуктивности. Это вытеснение препятствует проникновению
электрического тока в рабочую обмотку. Фазовое смещение
означает, что амплитуда тока попадет в обмотки в различное
время, позволяя одной обмотке опережать другую (в данном
случае опережающей является пусковая обмотка). Тем не
менее некоторые производители делают возможным
опережающее развитие тока в рабочей обмотке путем снижения в
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
158
ней индуктивности и повышения активного сопротивления в
пусковой обмотке. Но какой бы способ ни использовался,
двигатель, в основном, работает на одном и том же принципе —
расщеплении фазы.
Согласно рис. 7.15 функционирование двигателей с
расщеплением фазы выглядит следующим образом:
1. Питающее напряжение подается на параллельно
соединенные рабочую и пусковую обмотки. Двигатель
расщепляет фазу за счет противоэлектродвижущей силы в
рабочей обмотке, которая действует как сопротивление,
сдерживающее ток в ней. В течение полупериода питающего
напряжения пусковая обмотка создает большее
магнитное поле, чем рабочая обмотка.
2. В течение полупериода картина меняется за счет сдвига
фаз. Теперь рабочая обмотка создает более сильное
магнитное поле, поворачивая ротор на определенный угол,
величина которого зависит от числа полюсов двигателя. Для
изображенного на рис. 7.15 двигателя этот угол составит
одну четверть оборота.
3. По мере того как колебания питающего напряжения
продолжаются с частотой 60 Гц, двигатель продолжает
вращаться вместе с магнитным полем статора.
Следовательно, ротор с его постоянным магнитным полем стремится
удержаться во вращающемся магнитном поле статора.
4. Двигатель оснащен центробежным выключателем,
который отключает пусковую обмотку от цепи по достижении
им 75% своей полной скорости.
А—Рабочие обмотки
В — Пусковые обмотки,
С— Ротор "*
Рис. 7.15. Компоновка двигателя
с расщеплением фазы
159 «SU Q
Поиск неисправностей
Двигатели с расщеплением фазы являются одними из
наиболее надежных среди используемых в устройствах нагрева,
охлаждения и кондиционирования. Они применяются в
большинстве видов однофазного оборудования. Двигатели с
расщеплением фазы просты с точки зрения поиска неисправностей, если
обслуживающий механик имеет хорошее понимание их
функционирования. Наиболее вероятными местами появления отказов
являются подшипники, обмотки и центробежный выключатель.
Подшипники любого двигателя достаточно часто
выходят из строя из-за естественного износа и ненадлежащего
обслуживания. Распознать двигатель с неисправными
подшипниками достаточно легко. Двигатель будет испытывать
затруднения в процессе вращения, а в отдельных случаях —
заклинивать совсем.
Обмотки однофазного двигателя могут замыкаться,
разрываться или иметь пробой на корпус. Все это легко
диагностируется с помощью омметра.
Центробежный выключатель наиболее сложная часть
диагностики неисправностей, поскольку он включается в цепь
на короткое время. Центробежный выключатель имеет
склонность заедать в разомкнутом или замкнутом положении и
очень часто требует замены. Этот выключатель Может быть
услышан при включении после остановки двигателя.
Следовательно, он может достаточно эффективно проверяться
подобным образом. Если центробежный выключатель не
отключает пусковую цепь, двигатель будет потреблять
избыточный ток и отключится из-за перегрузки. Единственный
надежный способ проверки центробежного выключателя — это
разобрать двигатель и провести визуальный осмотр.
Асинхронный двигатель
с конденсаторным пуском
Двигатель с конденсаторным пуском вырабатывает высокий
пусковой вращающий момент, который необходим для многих
применений в промышленности. Двигатель с конденсаторным
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
160
пуском в открытом исполнении работает как двигатель с
расщеплением фазы, если не считать конденсатора,
установленного последовательно с центробежным выключателем и
пусковой обмоткой. Выключатель прерывает цепь тока пускового
конденсатора и пусковой обмотки. Он размыкается по
достижении двигателем 75% своей полной скорости. На рис. 7.16
изображена принципиальная схема двигателя. Двигатели с
пусковым конденсатором используются в насосах, маленьких
герметичных компрессорах, моечных машинах и в некоторых
вентиляторах тяжелого режима.
Центробежный
Рис. 7. 16. Принципиальная схема двигателя открытого
исполнения с конденсаторным пуском и центробежным выключателем.
Вместо центробежного выключателя могут применяться реле
Двигатель открытого типа
Как мы уже говорили, двигатель с конденсаторным пуском
открытого исполнения имеет сходное устройство с
двигателем с расщеплением фазы, за исключением наличия в нем
конденсатора. Следовательно, поиск неисправностей в нем
также аналогичен проверке двигателя с расщеплением фазы,
за исключением проверки конденсатора. Существуют четыре
возможных источника отказов в двигателе с
конденсаторным пуском открытого исполнения — обмотки, подшипники,
центробежный выключатель и конденсатор.
Обмотки могут легко проверяться омметром на наличие
коротких замыканий, обрывов и пробоя на корпус.
161 ™»L Q
Подшипники обычно ломаются по причине
недостаточного обслуживания или износа. При этом они, как правило, с
трудом вращаются или полностью заклинивают. Подобное
состояние определяется при попытке повернуть вал
двигателя. Если последний заедает в процессе вращения или не
проворачивается совсем, в двигателе неисправны подшипники.
Из-за непрерывной коммутации центробежный
выключатель довольно часто бывает повинен в отказах двигателя.
Центробежный выключатель может заклинить в
отключенном или замкнутом положении или его контакты могут
оказаться неисправными. В некоторых случаях центробежный
выключатель проверяется с помощью омметра с целью
выявления его положения — замкнутого или разомкнутого. В
остальных случаях двигатель должен разбираться для
проверки выключателя.
Конденсатор легко проверяется с помощью омметра. Он
гораздо чаще крепится на торцевой крышке корпуса, чем на
верхней части статора.
Двигатель закрытого типа
Когда двигатель с конденсаторным пуском применяется в
маленьком герметичном компрессоре, использование
центробежного выключателя невозможно из-за наличия масла для
смазки этого компрессора. Вместо него для размыкания цепи,
подающей питающее напряжение на пусковую обмотку и
конденсатор, используется внешнее реле. В подобных
случаях двигатель с конденсаторным пуском является двигателем
закрытого исполнения с пусковым реле. Благодаря
включению конденсатора в цепь пусковой обмотки, между ней и
рабочей обмоткой появляется сдвиг фаз, вызывающий
вращение двигателя.
Итак, двигатель с конденсаторным пуском закрытого
исполнения снабжен внешним реле для отключения пускового
конденсатора от цепи. Этот конденсатор подлежит проверке
в целях определения его состояния.
Состояние обмоток закрытого двигателя легко
проверяется с помощью омметра. Обмотки имеют набор связанных с
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
162
ними выводов с внешней стороны корпуса. Воспользуйтесь
омметром для подключения к этим выводам и выявления того,
нет ли в обмотках коротких замыканий, обрывов или пробоев
на корпус.
Закрытый двигатель может отключаться блокировкой из-
за неисправностей подшипников или своих внешних
элементов. Подобные ситуации распознаются с помощью
амперметра или по наличию дребезга при попытке запуска двигателя.
7.7. КОНДЕНСАТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Конденсаторные двигатели имеют простую конструкцию,
обладают средним пусковым вращающим моментом и
хорошими рабочими характеристиками, которые обеспечили их
широкое распространение.
Пусковая обмотка и рабочий конденсатор этих
двигателей соединяются последовательно (см. рис. 7.17а).
Принципиальная схема такой структуры приведена на рис. 7.176.
Рабочая и пусковая обмотка соединены параллельно, но
конденсатор обеспечивает в них сдвиг фаз.
Обозначения.
С: Общий вывод
R: Вывод рабочей
обмотки
S: Вывод пусковой -А*
ООМОТКИ а) выводы обмоток
RC: Рабочий конденсатор
б) принципиальная сжаиа
Рис. 7.17. Конденсаторный двигатель
Конденсаторные двигатели используются в компрессорах, в
которых хладагент равномерно распределяется при их
выключении, в вентиляторных двигателях с непосредственной
передачей вращения и в других сферах производства. Они обладают
относительно низкой стоимостью в сравнении с двигателями
163 rJ^L
других типов, поскольку не содержат в себе выключателя для
коммутации пусковой обмотки. Конденсаторные двигатели
могут использоваться только в случае умеренных требований к
величине пускового вращающего момента.
Функционирование
В двигателях с фазосдвигающим конденсатором содержатся
две обмотки: рабочая (основная) и пусковая (фазная). Обе
обмотки собраны из проводов практически одинаковых
сечений и протяженности. Рабочий конденсатор подключен
последовательно с пусковой обмоткой. Конденсатор сдвигает по
фазе ток через пусковую обмотку относительно тока рабочей
обмотки. Следовательно, устанавливается вращающееся
магнитное поле, вызывающее вращение ротора двигателя.
Многоскоростные конденсаторные двигатели содержат
дополнительные рабочие обмотки. Пусковая обмотка
подключается последовательно с пусковым конденсатором и
параллельно рабочей обмотке. На рис. 7.18 представлена
принципиальная схема трехскоростного конденсаторного
двигателя. Для работы на большой скорости напряжение подается
на пусковую и основную обмотки. Средняя скорость
достигается путем включения пусковой обмотки и соединенных
последовательно основной и среднескоростной обмоток.
Низкая скорость реализуется путем последовательного
соединения основной, среднескоростной и низкоскоростной
обмоток; при этом все они подключены последовательно с
пусковой обмоткой.
-1 Г Пусковой
-Общий
-Высокая
Рис. 7.18. Принципиальная схема
трехскоростного
конденсаторного двигателя
-Средняя
.Низкая
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Поиск неисправностей
164
Конденсаторные двигатели обычно работают безотказно
длительное время. Три наиболее распространенных
источника отказов в таких двигателях — это подшипники, обмотки и
конденсатор.
Подшипники достаточно часто выходят из строя из-за
износа или недостаточного обслуживания. Подшипники
любого двигателя могут без особых усилий проверяться путем
ручного вращения вала и обнаружения мест заедания или
полного заклинивания в одном из положений.
Обмотки дают отказы из-за перегрева, перегрузки или
повреждений. Неисправные обмотки двигателя легко
проверяются с помощью омметра. Обмотки могут иметь короткое
замыкание, обрыв или пробой на корпус. Обслуживающий
механик должен быть аккуратен при диагностировании
обмоток конденсаторного двигателя, поскольку они часто
бывают многоскоростными.
Вышедший из строя конденсатор может препятствовать
запуску двигателя или вызывать чрезмерные токи во время его
работы. Конденсаторы проверяются с помощью одного из
способов, изложенных в разделе 7.5. В большинстве случаев
неисправные конденсаторные двигатели заменяются на новые, а
не ремонтируются. Эти двигатели легко диагностируются при
наличии необходимых инструментов и знаний.
Вероятно, наиболее сложным аспектом конденсаторных
двигателей является их построение. Эти двигатели часто
создаются многоскоростными. Обслуживающий механик должен
быть особенно внимателен при замене двигателя, поскольку в
случае неправильного подключения последний будет
подвержен постоянным повреждениям. Большинство
конденсаторных двигателей снабжаются принципиальной схемой для
обеспечения их правильной установки. Поставщики, однако,
выпускают только ограниченное количество двигателей для
замены достаточно пестрого парка их уже используемых на
практике аналогов. Следовательно, обслуживающему
механику придется приспосабливать используемый для замены
двигатель к конкретным условиям применения.
165
ГЛABA 7
ш
7.8. КОНДЕНСАТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
С КОНДЕНСАТОРНЫМ ПУСКОМ
В конденсаторном двигателе с конденсаторным пуском
(КДКП) создан высокий пусковой вращающий момент и
улучшены механические характеристики. Это фактически
двигатели с конденсаторным пуском с постоянно подключенным к
пусковой обмотке рабочим конденсатором. Пусковая
обмотка возбуждается в течение всего сеанса работы двигателя.
Конденсаторные двигатели с конденсаторным пуском
заимствуют хорошие рабочие характеристики конденсаторных
двигателей и дополняют их свойствами конденсаторного
пуска. Это создает один из наилучших среди всех
существующих и используемых в промышленности тип двигателей.
Конденсаторные двигатели с конденсаторным пуском
применяются почти исключительно в герметичных и
полугерметичных компрессорах. Реже двигатели подобного типа
используются в открытом исполнении из-за стоимости входящих в него
элементов. В большинстве двигателей открытого типа нет
пускового реле, однако вместо него применяется центробежный
выключатель. Двигатели открытого типа обычно создаются в
виде конденсаторных или в виде двигателей с конденсаторным
пуском. Изредка КДКП используется как двигатель открытого
типа, когда требуется чрезвычайно высокий пусковой момент.
Функционирование
Работа КДКП начинается с расщепления фазы между
пусковой и рабочей обмотками, которое создает вращательный
момент. Рабочий конденсатор оказывает небольшую помощь
в процессе запуска двигателя, но его основной функцией
является увеличение механических характеристик. На рис.
7.19 приведена принципиальная схема такого двигателя:
Обозначения.
С: Общий вывод RC: Рабочий конденсатор
R: Вывод рабочей обмотки SC: Пусковой конденсатор
S: Вывод пусковой обмотки SR: Пусковое реле (напряжения)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И..
Рис. 7.19. Принципиальная схема
конденсаторного двигателя с
конденсаторным пуском
166
Поиск неисправностей
Конденсаторные двигатели с конденсаторным пуском
иногда бывают сложны с точки зрения поиска неисправностей
из-за достаточно большого числа элементов, входящих в них.
Обмотки, подшипники, реле напряжения, пусковой и рабочий
конденсаторы — все это подлежит проверке.
Обмотки КДКП могут легко проверяться омметром с целью
выявления в них коротких замыканий, обрывов и пробоев на
корпус. В большинстве случаев обмотки таких двигателей
будут заключены в герметичный кожух, а их выводы выйдут за
его пределы. Тем не менее процесс проверки обмоток
принципиально не отличается от рассмотренного ранее.
Подшипники в КДКП могут изнашиваться настолько, что
их вал не будет вращаться или станет проворачиваться с
большим трудом. Подшипники герметично запаянных двигателей
недоступны и, следовательно, более сложны для проверки;
но их состояние может определяться по наличию
завывающего звука или по факту потребления двигателем
повышенного тока. Следует быть внимательным, чтобы не выбраковать
подшипники по причине повышенного тока, пока вы не
убедитесь, что все дело именно в них.
Пусковое реле может проверяться диагностированием
состояния контактов и катушек. Контакты проверяются
омметром или визуальным осмотром. На шкале омметра
замкнутые контакты должны показывать нулевое сопротивление.
Визуальный осмотр становится весьма простым после того,
как реле будет разобрано. Далее может определяться состо-
i6T sua ф
яние контактов — залипание, точечная коррозия или
смещение контактных групп. Катушка проверяется как и обмотки
двигателя.
Состояние пускового и рабочего конденсатора легко
проверяется с помощью омметра. Поиск неисправностей в КДКП
производится путем проверки всех его компонентов. Эти двигатели
должны тщательно проверяться, чтобы исключить повре>кдение
одних элементов другими. Например, конденсатор выйдет из строя,
если контакты или катушка пускового реле неисправны.
7.9. ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Трехфазные двигатели технологичны, надежны и в
большей мере заслуживают доверие потребителей, чем все
остальные типы двигателей. Асинхронный двигатель с ротором
в виде беличьего колеса является наиболее
распространенным и часто используемым в оборудовании нагрева,
охлаждения и кондиционирования. Он будет единственным среди
трехфазных двигателей, рассмотренных в этом разделе.
Трехфазные двигатели значительно мощнее однофазных
из-за трех подведенных к ним фаз. Трехфазный ток
фактически подает на устройство три фазы — больше, чем два
линейных провода при однофазном токе. Следовательно, вместо
двух сдвинутых фаз двигателю будут доступны три таких фазы,
без использования пусковых элементов. Трехфазные
двигатели широко распространены в промышленности;
следовательно, специалист должен понимать их функционирование.
Функционирование
Трехфазные двигатели работают на тех же принципах, что
и однофазные, за исключением наличия в них трех фазовых
сДвигов. Вращающееся магнитное поле создается в статоре.
Оно взаимодействует и возбуждает магнитное поле в
роторе. Однако трехфазные двигатели не нуждаются в пусковом
оборудовании, поскольку ни одна из фаз не совпадает с
другой. В синусоидальной волне трехфазного тока ни одна из
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
168
фаз не достигает максимума одновременно с другой. При
этом каждая фаза смещена на 120 электрических градусов
относительно другой. По этой причине нет необходимости
использовать фазосдвигающие устройства, как это
требовалось для запуска однофазных двигателей.
Выпускаются трехфазные двигатели в любом
необходимом диапазоне напряжений. Например, трехфазный
двигатель с двумя питающими напряжениями сможет работать на
любом из них при незначительных изменениях его схемы.
Трехфазные двигатели имеют две основные схемы
соединения обмоток. Одна из таких схем называется соединением
звездой (рис. 7.20), другая — соединением треугольником (рис. 7.21).
Нет никаких функциональных отличий между двумя типами
схем, но они позволяют разработчикам двигателей внести
некоторое разнообразие и расширить их номенклатуру.
Низковольтная
схем* подключения
Ц с Тх и Тч
Ц с Тг и Гв
Ц с Г3 и Г9
Т4.Т$и Ть
Рис. 7.20. Принципиальная схема
трехфазного двигателя с
соединением обмоток звездой 7»
Низковольтная 7
схем подключения
Ц с ТиТь и Т,
Ц с Та. Т4 и Те .
*э с Т3, TshT9 /
/
/
/
\ Высоковольтная
схема подключения
Ц сТх
I Li с 7,
\ L> сТ3
\ Соединить Т4 С Тт,
\ Т, с П.
\ и 7*6 с Г9
Рис. 7.21. Принципиальная схема
трехфазного двигателя с
соединением обмоток треугольником
169
Г Л ABA 7
Щ
Поиск неисправностей
Трехфазные двигатели проверяются путем измерения
омметром сопротивления их обмоток. В случае, когда
измерения дают ноль, обмотка короткозамкнута, бесконечное
сопротивление указывает на наличие обрыва. Измерения
конечных сопротивлений обычно дают от 1 до 50 Ом (в
зависимости от размера двигателя). Чем больше двигатель, тем
меньше сопротивление. И наоборот, чем меньше двигатель, тем
больше сопротивление его обмоток. Следует быть
внимательными из-за возможности локального выгорания
изоляции обмоток. Опыт должен одарить обслуживающего
механика умением диагностировать любой тип двигателя.
7.10. ДВИГАТЕЛИ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОМПРЕССОРОВ
Герметичные компрессоры становятся все более
популярными из-за своей низкой стоимости. Их двигатели —
асинхронного типа. Они созданы для одно- и трехфазного тока.
Существуют четыре основных типа однофазных двигателей,
используемых в герметичных компрессорах. Расщепление фазы
применяется в небольшом оборудовании (мощностью менее
лошадиной силы). Конденсаторный пуск также применяется в
маломощном оборудовании. Конденсаторные двигатели
используются в большинстве оконных кондиционеров и в небольшом
бытовом оборудовании. Конденсаторные двигатели с
конденсаторным пуском применяются в любом случае, когда
требуются хорошие пусковой и рабочий вращающий моменты.
Многие герметичные компрессоры создаются с трехфазными
двигателями; обычно они входят в крупное оборудование.
Функционирование
Двигатели герметичных компрессоров полностью запаяны
в корпусах с хладагентом и маслом. Следовательно, они
нуждаются в особом рассмотрении. Внутри корпуса не должно
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.
170
использоваться ничего из того, что способно вызвать
искрение или что должно вращаться на валу (как, например,
центробежный выключатель). Следовательно, никакие пусковые
устройства не должны монтироваться внутри корпуса
компрессора. Пусковые реле и конденсаторы должны
устанавливаться и подключаться с внешней стороны двигателя.
Следует помнить, что герметичные двигатели работают так же, как и
остальные, если не считать герметичного корпуса.
Распознавание выводов обмоток
Все однофазные двигатели имеют общий, пусковой и
рабочий выводы обмоток. Эти выводы иногда просто входят в
двигатель открытого типа, и поиск определенного из них
затруднителен. Общий вывод — точка соединения пусковой и
рабочей обмоток. Пусковой и рабочий выводы подключены
к одному концу обмоток, тогда как общий вывод соединен с
их противоположным концом. Принципиальная схема
однофазного мотор-компрессора с маркировкой выводов
показана на рис. 7.22. Естественно, каждая обмотка трехфазного
герметичного двигателя одинакова, поскольку никакого
пускового оборудования не требуется.
Обозначения.
R: Рабочий вывод
С: Общий вывод
S: Пусковой вывод
распределительная плата
рабоч
обмин
R <
11
SV
) <
1
5
)
S
2
пусковая
обмотка
Рис. 7.22. Принципиальная схема однофазного компрессора с
маркировками выводов
В однофазных двигателях важно, чтобы обслуживающий
механик определил общий, пусковой и рабочий выводы. Эта
задача может разрешаться легко и просто с помощью
вольтметра путем измерения сопротивления каждой обмотки от-
171
ГЛАВА 7
носительно общего вывода. На рис. 7.23 указаны значения в
омах после измерения сопротивлений на каждом выводе
компрессора. Для выявления рабочего, пускового и общего
выводов нужно воспользоваться следующей методикой:
1. Найдите выводы, между которыми сопротивление
максимально. Оставшийся вывод — общий (на рис. 7.22 самое
большое сопротивление —- между выводами А и В; вывод
С — общий).
2. Самое большое сопротивление между общим и
остальными двумя выводами должно соответствовать пусковой
обмотке (между С и А — 2 Ома, а между С и В — 10 Ом;
следовательно, между выводами С и В сопротивление
больше и В -— пусковой вывод).
3. Оставшийся вывод (А) — рабочий.
Эта последовательность действий важна особенно при
установке внешних электрических устройств; хотя она и ни к
чему при наличии четкой схемы. В трехфазных двигателях
сопротивления между всеми тремя выводами одинаковы.
20м
100м
120м
Рис. 7.23. Выводы однофазного компрессора со значениями
сопротивлений между ними
Поиск неисправностей
Поиск неисправностей в герметичных мотор-компрессорах
бывает затруднен из-за их физического строения, полной
изолированности в корпусе и отсутствия возможности визуального
осмотра. Небольшие герметичные компрессоры обычно имеют
некоторую разновидность внешней защиты, тогда как крупные,
как правило, содержат встроенную защиту. Структуры обмоток
однофазных герметичных компрессоров похожи независимо от
габаритов двигателя. Единственное отличие — это размеры
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -I rj2
обмоток, которые определяют их сопротивления. Трехфазные
герметичные мотор-компрессоры обычно производятся с уровнем
мощности свыше трех лошадиных сил. Опытные обслуживающие
механики будут в состоянии определять приблизительное
сопротивление двигательных обмоток в герметичном компрессоре.
Поиск неисправностей в электрических цепях
герметичного мотор-компрессора осуществляется путем измерения
сопротивлений обмоток с помощью хорошего омметра.
Выявление состояния обмоток — простое дело в двигателе с их
обрывом, коротким замыканием или пробоем на корпус. На рис.
7.24 дано схематичное представление этих трех случаев.
Исправно Обрыв обмотки
Рис. 7.24. Схематичное представление компрессора со
встроенной защитой, когда он исправен, содержит короткое
замыкание, обрыв или пробой обмоток на корпус
Большинство одно- или трехфазных герметичных
мотор-компрессоров имеют три вывода с внешней стороны кожуха,
которые соединяют их с внешними цепями питания (рис. 7.25).
Некоторые крупные герметичные компрессоры имеют более трех
выводов, как, например, двигатели с двумя напряжениями
питания, с секционными обмотками, двухскоростные двигатели
(рис. 7.26). Сопротивления обмоток однофазного двигателя
с*
173 ™™ Щ
неодинаковы, поскольку компрессор содержит пусковую и
рабочие обмотки, соединенные общим выводом (рис. 7.27).
Физическое построение однофазного двигателя позволяет
обслуживающему механику сопоставить сопротивления обмоток и
определить их состояние. Сумма измеренных сопротивлений между
выводами и пусковой—общий и рабочий—общий должна
равняться сопротивлению, полученному между выводами рабочий-
пусковой (как уже говорилось в разделе «Распознавание
выводов обмоток»). Если измеренные сопротивления не
вписываются в это правило, возможно локальное выгорание изоляции
обмоток. Трехфазные двигатели будут иметь одинаковые
сопротивления в каждой обмотке; если это не так — двигатель
неисправен по причине локального выгорания изоляции
обмоток. Однако обслуживающий механик должен быть
внимателен перед тем, как выбраковывать двигатель с различными
измеренными сопротивлениями обмоток, поскольку проблема на
самом деле может быть вызвана плохими контактами,
неисправностью измерительного прибора или неверным считыванием
его показаний. Хороший обслуживающий механик должен
перепробовать все доступные ему средства диагностики, чтобы
исключить выбраковку исправного герметичного компрессора.
Рис. 7.25. Чертежи некоторых вариантов расположения
выводов на герметичных компрессорах
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И...
г_г
ШШКШй Ш
о\_Г
питай** компрессор*
174
О
•идимш проводи*
-L/ Зажимные
выводы
Рис. 7.26. Чертеж выводов крупного герметичного компрессора
Значения сопротивлений
между С и R — 2 Ома
между С и S — 8 Ом
между R и S — 10 Ом
Рис. 7.27. Принципиальная схема обмоток однофазного
компрессора с встроенной защитой (указаны значения
сопротивлений обмоток)
Диагностика обрыва, короткого замыкания или пробоя на
корпус обмоток герметичного мотор-компрессора весьма
проста, так как результаты измерений их сопротивлений
определенны и точны. Обрыв обмотки мотор-компрессора
означает отсутствие целостности или замкнутости цепи; он дает
бесконечное значение измеряемого сопротивления (рис. 7.28).
Замыкание обмоток мотор-компрессора означает выгорание их
изоляции и электрическое соединение друг с другом. Это дает
нулевое показание сопротивления, как показано на рис. 7.29.
Пробой на корпус означает, что участок обмотки
контактирует с кожухом компрессора; в этом случае имеет место
измеримое сопротивление между корпусом и выводами компрес-
175 ^ ф
сора (рис. 7.30). В случае заземления двигателя должен
всегда поддерживаться хороший контакт в месте его
выполнения на корпусе; следовательно, должна удаляться любая
краска с небольшого участка корпуса компрессора.
Сопротивления обмоток с обрывом или коротким замыканием
должны измеряться на низкоомной шкале (Rx1), а с пробоем на
корпус — на шкале Rx10000 или более высокоомной.
Компрессор с пробоем обмоток на корпус опасен, поскольку в
случае плохого заземления механик или потребитель могут
получить удар электрического тока при прикосновении к нему.
Измеренное сопротивление величиной 500 000 Ом указывает
на необходимость замены заземленного компрессора. Если
позволить подобному компрессору работать и далее, он
будет часто функционировать при повышенном нагреве: чем
теплее обмотки, тем, как правило, должно быть ниже
сопротивление цепей заземления.
Рис. 7.2В. Чертеж содержащей обрыв обмотки компрессора,
проверяемой с помощью омметра
Рис. 7.29. Чертеж обмотки компрессора с коротким
замыканием, проверяемой с помощью омметра
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -• 7g
Перед тем как выбраковывать компрессор,
обслуживающий механик должен убедиться, что встроенная защита
компрессора не разомкнута. Подобная ситуация может легко
распознаваться при прикосновении к компрессору: если
компрессор горячий -— это верный признак того, что защитное
устройство разомкнуто. Внутренняя защита однофазного
герметичного компрессора расположена на его общем выводе,
соединяющем пусковую и рабочую обмотки (рис. 7.31а).
Защита, используемая в трехфазном герметичном
мотор-компрессоре, подключается к общему выводу обмоток (см. рис.
7.316). Существует множество причин срабатывания внутри-
корпусной защиты, например, недостаточная заправка
хладагентом, заклинивший компрессор, неисправные пусковые
устройства и повышенное давление нагнетания.
Рис. 7.30. Чертеж обмотки компрессора с пробоем на корпус,
проверяемой с помощью омметра
Рис. 7.31. Принципиальная схема однофазного (а) и
трехфазного (б) компрессоров с внутрикорпусным защитным устройством
о»
m SOU Q
Механические неисправности герметичных компрессоров
часто выглядят как проблемы чисто электрического
характера, особенно когда компрессор блокируется или внутри-
корпусная защита размыкается из-за некоторых
механических отказов. Механик, перед тем как вынести точный диагноз,
должен удостовериться, что проблема действительно носит
электрический характер.
Краткие выводы
Единственный и наиболее важный принцип
функционирования электродвигателей — это вращающееся магнитное поле,
созданное переменным током. Переменный ток подается на
статор, чтобы создать это поле. Оно воздействует на ротор и
возбуждает в нем собственное магнитное поле. При
взаимодействии двух магнитных полей создается вращательное
движение двигателя.
Существует, в основном, пять типов двигателей,
используемых в промышленности — двигатели с экранированными
полюсами, с расщеплением фазы, конденсаторные,
конденсаторные с конденсаторным пуском и трехфазные.
Двигатели с экранированными полюсами обладают
низким пусковым моментом и используются в некоторых
вентиляторах пропеллерного типа. Они легко распознаются по
медной ленте вокруг экранируемого ею полюса. Эти
двигатели легко диагностируются на наличие неисправностей из-
за простой схемы их обмоток.
Двигатели с расщеплением фазы обладают относительно
небольшим вращающим моментом. Они являются простыми
и недорогими устройствами. Эти двигатели могут
использоваться в небольшом герметичном компрессоре с пусковой
обмоткой, отключаемой пусковым реле, и применяться
вместо любого типа двигателя открытого исполнения, которому
не требуется высокий пусковой момент.
Конденсаторные двигатели с низким пусковым вращающим
моментом имеют рабочий конденсатор в пусковой обмотке. Этот
конденсатор остается в цепи на все время работы и создает
хорошие рабочие характеристики. Конденсаторные двигатели
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
178
используются в большинстве бытовых кондиционеров
мощностью до пяти лошадиных сил и в вентиляторах с ременной
передачей. Они относительно недороги, потому что не
содержат выключателя для коммутации пусковой обмотки.
Двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторные
двигатели с конденсаторным пуском схожи по построению.
Они обладают высоким пусковым моментом. Добавление
рабочего конденсатора к двигателю с конденсаторным пуском
создает конденсаторный двигатель с конденсаторным
пуском, который имеет хорошие рабочие характеристики.
Трехфазные двигатели широко применяются в крупных
образцах оборудования. Они функционируют почти так же,
как и однофазные, за исключением наличия в них трех
основных сдвигов фаз без использования каких-нибудь
пусковых устройств, и имеют более высокие пусковые и рабочие
характеристики, чем однофазные двигатели.
Герметичные мотор-компрессоры становятся все более
популярными из-за своей низкой стоимости. Они
используются во многих устройствах охлаждения, особенно в
малогабаритных установках. Все пусковые устройства герметичных
двигателей устанавливаются и подключаются снаружи, поскольку
они не должны содержаться в корпусе. Герметичный
двигатель компрессора может быть одного из пяти основных типов,
рассмотренных в этой главе. Кожух отличает герметичные
мотор-компрессоры от двигателей других типов.
Большинству однофазных двигателей необходим какой-
нибудь способ воссоздания второй электрической фазы для
осуществления их запуска. Конструкция обмоток
однофазных двигателей делает возможной использование
центробежного выключателя в целях отключения от цепи пусковых
обмоток по мере достижения двигателем 75% своей полной
скорости. В других типах однофазных двигателей для
создания второй фазы используются конденсаторы.
Конденсаторные двигатели включают в себя рабочий конденсатор,
оказывающий ему помощь в запуске. Конденсаторные двигатели с
конденсаторным пуском оснащаются рабочим конденсатором,
пусковым конденсатором и используют реле напряжения
(потенциальное) для отключения последнего. Двигатели с
конденсаторным пуском работают как и двигатели с расщепле-
l7g ГЛАВА 7
нием фазы, за исключением того, что в их пусковую обмотку
добавлен пусковой конденсатор.
Обслуживающему механику необходимо установить,
почему герметичный компрессор не работает. Достаточно
часто неисправность находится в герметичном двигателе.
Герметичные мотор-компрессоры могут легко
диагностироваться с помощью подходящего для этих целей омметра на
предмет обрыва, короткого замыкания и пробой обмоток на
корпус. Локальное выгорание изоляции обмоток распознается
труднее, но, используя результаты измерений сопротивлений
в двигателе, вы легко справитесь с этим.
Вопросы
1. Что такое магнетизм?
2. Что такое вращающий момент?
3. Что такое магнитное поле?
4. Какой материал является наилучшим проводником магнитного
поля?
5. Разноименные полюса магнита взаимно ,
а одноименные полюса взаимно .
Сх Какую роль в функционировании двигателей играет
чередование полярности магнитных полюсов?
7. Каким образом создается электромагнит?
8. Какую роль играет частота переменного тока в работе
электродвигателя?
9. Что представляет из себя ротор типа «беличье колесо»?
10. Какие пять типов однофазных двигателей используются в
промышленности?
11. Выстройте основные типы двигателей по величине их
пускового вращающего момента.
12. Назовите три примера использования двигателей с
экранированными полюсами.
13. Как функционирует двигатель с экранированными полюсами?
14. Каким образом может быть изменено на противоположное
направление вращения двигателя с экранированными полюсами?
15. Нарисуйте схему трехскоростного двигателя с экранирован-
5 ными полюсами.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
180
16. Что позволяет двигателю с расщеплением фазы развивать
вращающий момент, достаточный для начала вращения?
17. Каково назначение центробежного выключателя в двигателе с
расщеплением фазы?
18. Каковы три вероятных источника неисправностей в двигателе
с расщеплением фазы?
19. Каково назначение конденсатора?
20. В чем состоят отличия между рабочим и пусковым
конденсаторами?
21. Перечислите пять правил замены конденсаторов.
22. Какова методика проверки конденсатора?
23. Объясните функционирование конденсаторного двигателя.
24. В чем заключается отличие между конденсаторным
двигателем и конденсаторным двигателем с конденсаторным пуском?
25. Каковы достоинства и недостатки использования двигателей
следующих типов: (а) двигателя с экранированными полюсами;
(б) конденсаторного двигателя; (в) двигателя с расщеплением
фазы; (г) конденсаторного двигателя с конденсаторным пуском?
26. Каково основное отличие между двигателем с расщеплением
фазы и двигателем с конденсаторным пуском?
27. Каковы достоинства применения трехфазных двигателей?
28. Нарисуйте принципиальную схему конденсаторного двигателя
с конденсаторным пуском.
29. Почему все пусковые устройства должны устанавливаться вне
герметичного компрессора?
30. В чем заключается процесс поиска неисправностей в любом
электродвигателе?
31. Пусковой конденсатор состоит из двух соединенных
последовательно конденсаторов емкостью 88 мкФ и 108 мкФ. При этом
емкость пускового конденсатора будет составлять: (а) 196 мкФ;
(б) 96 мкФ; (в) 48 мкФ; (г) 40 мкФ; (д) 108 мкФ.
32. Какое из следующих значений примет общая емкость двух
соединенных параллельно рабочих конденсаторов по 20 мкФ
каждый: (а) 10 мкФ; (6) 20 мкФ; (в) 30 мкФ или (г) 40 мкФ?
33. Какое из следующих значений емкости будет у
конденсатора, если при напряжении 230 В через него проходит ток 15 А:
(а) 173 мкФ; (6) 15 мкФ; (в) 200 мкФ или (г) 3450 мкФ?
34. На какой из следующих кондесаторов можно заменить
рабочий конденсатор емкостью 35 мкФ и напряжением 370 В: (а) 35
181
Г Л ABA 7
мкФ, 330 В; (6) 35 мкФ, 390 В; (в) 30 мкФ, 440 В или (г) 40 мкФ,
370 В?
35. На какой из следующих конденсаторов можно заменить
пусковой конденсатор емкостью 188 мкФ и напряжением 250 В:
(а) 188 мкФ, 110 В; (б) 259 мкФ, 110 В (в) 200 мкФ, 250 В или (г)
300 мкФ, 250 В?
36. На какой конденсатор или их сочетание можно заменить
рабочий конденсатор емкостью 45 мкФ и напряжением 370 В:
(а) 40 мкФ, 440 В; (6) 30 мкФ, 250 В; (в) 30 мкФ, 370 В или (г)
15 мкФ,440В?
37. На какой конденсатор или их сочетание можно заменить
пусковой конденсатор емкостью 88 мкФ и напряжением 250 В:
(а) 180 мкФ, 250 В; (б) 180 мкФ, 330 В; (в) 150 мкФ, 110 В или
(г) 150 мкФ, 250 В?
38. Найдите общий, пусковой и рабочий выводы следующих
герметичных компрессоров:
А В С
I _J_ Т
М 16П ►!
ABC
т т т
в М ЮП *Ы 8П-М
' 2П
Л D I,
Т 1а „|„ ап Т
39. Кратко разъясните методику поиска неисправностей в
герметичных мотор-компрессорах.
40. Какие категории неисправностей встречаются в герметичном
мотор-компрессоре?
41. Какие меры предосторожности должны приниматься при
проверке герметичного мотор-компрессора?
42. Чему равно предельно допустимое сопротивление между
выводами и корпусом герметичного мотор-компрессора в случае
пробоя на корпус?
ГЛАВА 8
КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ВВЕДЕНИЕ
В предыдущей главе рассматривались электродвигатели
и некоторые входящие в них пусковые устройства.
Предметом изучения в этой главе будут пусковые устройства
однофазных герметичных двигателей. Функционирование
однофазных герметичных и некоторых других типов специальных
двигателей связано с использованием внешних пусковых
устройств. Внешний характер размещения объясняется тем
обстоятельством, что установка подобных устройств внутри
герметично запечатанного корпуса приведет к их полной
изоляции и недоступности. В герметизированных двигателях
применяются четыре типа пусковых реле: тока, напряжения
(потенциальные), тепловые и твердотельные. Эти устройства
используются в большинстве однофазных двигателей
герметичных компрессоров, за исключением двигателей с
постоянно подключенным фазосдвигающим конденсатором.
В электродвигателях должны использоваться
определенные типы подшипников для обеспечения плавности и
легкости вращения. В большинстве двигателей используются
шариковые или роликовые подшипники. Двигатели также должны
оснащаться некоторыми средствами передачи вращения к
приводимым в движение устройствам. Прямой привод
обеспечивает передачу вращения непосредственно от двигателя к
устройству. При ременной передаче вращение передается
путем соединения двигателя и устройства с помощью ремнял
183 ™21 JQ^
Магнитные пускатели и кнопочные выключатели
применяются в целях запуска и остановки тех или иных нагрузок.
Магнитный пускатель производит коммутацию нагрузок
посредством замыкания и размыкания своих контактов. В
магнитных пускателях также предусматривается возможность
защиты управляемых ими устройств от перегрузок. Кнопочные
выключатели относятся к числу тех устройств, которые
используются наиболее часто в цепях управления магнитными
пускателями.
8.1. ПУСКОВЫЕ РЕЛЕ
ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Во всех однофазных двигателях, кроме двигателей с
постоянно подключенным фазосдвигающим конденсатором,
должны использоваться некоторые средства своевременного
отключения пусковых обмоток (или пускового конденсатора в
случае двигателя с пусковым и рабочим конденсаторами). В
двигателях открытого типа это реализуется легко и просто с
помощью установки центробежного выключателя.
Выключатель размыкает пусковую цепь по достижении двигателем 75%
своей полной скорости. В двигателях закрытого типа должны
применяться некоторые типы пусковых реле.
В промышленной практике в основном используются
четыре типа пусковых реле: токовые, потенциальные, тепловые
и твердотельные, которые, как правило, используются в
малогабаритных герметичных двигателях. Потенциальное реле
может быть приспособлено к двигателям различной
величины. Пусковые реле играют существенную роль в
обеспечении функционирования двигателей герметичных
компрессоров, кроме двигателей с постоянно подключенным
фазосдвигающим конденсатором.
В каждом из четырех типов пусковых реле используются
различные способы для подключения и отключения
пусковой цепи. Функционирование потенциального реле
основано на принципе противоэлектродвижущей силы. Противо-
электродвижущая сила является частью напряжения,
возникающего в пусковой обмотке двигателя. Токовые (или
w^jb РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... чгьл
магнитные) типы реле действуют за счет тока, потребляемого
двигателем при запуске. Тепловые реле используют ток в
целях нагрева термочувствительного элемента, с помощью
которого приводятся в действие и питаются пусковые цепи.
Работа твердотельных реле связана с использованием
положительного температурного коэффициента (ПТК) определенного
материала, который достаточно эффективно исключает из цепи
пусковую обмотку или устройство. Все эти реле должны быть
правильно подобраны и откалиброваны с учетом
особенностей конкретного случая их применения. Исключение
составляют твердотельные реле, которые могут применяться в
широких диапазонах изменения мощности двигателя. Реле всех типов
разработаны так, что отключают цепи в момент достижения
двигателем приблизительно 67—75% своей полной скорости.
8.2. ТОКОВЫЕ РЕЛЕ
Практически все электродвигатели в момент запуска
потребляют больший ток, чем в течение остальной части
рабочего цикла. Этот факт объясняется неподвижностью ротора
в момент запуска. (Пусковой ток электродвигателя можно
определить как ток через неподвижный ротор.) Рабочему току
электродвигателя можно дать определение полного
нагрузочного тока. Следовательно, ток максимален в моменты
времени, когда только начинается запуск двигателя. По мере
увеличения скорости значение потребляемого им тока
снижается. Действие токовых реле основано на использовании
подобного характера изменения потребляемого двигателем
тока. Как только двигатель набирает определенную скорость
(приблизительно 75% от своей полной скорости), реле
отключает его пусковые цепи.
Функционирование реле
Токовое реле представляет собой соленоид в виде
намотанного на стальной полый стержень медного провода,
магнитное поле которого способно удерживать подвижные кон-
185
ГЛАВА 8
такты реле. На рис. 8.1 показано токовое реле в разрезе.
Контакты токового реле нормально разомкнуты, что
схематически отражено на рис. 8.2. Контакты большинства
токовых реле защищены несъемными корпусами, что
практически исключает возможность их визуального осмотра.
Неподвижный контакт Направляющая ось
Неподвижный
Шунтирующий
Штырьковые
соединители
Пружина
Рис. 8.1. Пусковое реле тока в разрезе (переработано с
разрешения фирмы Texas Instruments Inc, Attleboro, MA)
Li
Расп редел ительнал
панель компрессора
Рис. 8.2. Схематическое представление реле тока при
отключенном источнике питания
На рис. 8.3 показано положение контактов реле во время
запуска двигателя. По мере роста скорости двигателя
потребляемый им ток снижается. В момент достижения двигателем
67—75% своей полной скорости падение тока и связанное с
ним уменьшение магнитного поля катушки окажутся
достаточными для размыкания реле и отключения пусковых цепей.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
' 1 . . -
L2 ш
;
1 AAA У
\(
К—
^ 1
S С
R
1 Распределительная
' панель компрессора
186
Рис. 8.3. Принципиальная схема реле тока при подключенном
источнике питания
Поиск и устранение неисправностей
Большинство электромагнитных реле достаточно просты с
точки зрения поиска неисправностей, поскольку они состоят из
катушки и контактных групп, состояние которых легко
проверяется с помощью омметра. Контакты реле нормально
разомкнуты и после предварительного переворачивания последнего вверх
дном легко проверяются с помощью омметра. Если контакты
исправны, омметр покажет их разомкнутое состояние (при
условии подключения его щупов к рабочей части контактной
группы). При подключении щупов к инвертированной части
контактной группы омметр должен показать короткое замыкание.
Является крайне необходимым правильный выбор контактов реле
для проведения их проверки с помощью омметра.
Катушка реле наматывается из провода большого
диаметра и должна иметь сопротивление от 0 до 1 Ом. Если
измерения дают более высокое значение сопротивления,
катушка почти наверняка неисправна и реле подлежит замене.
Следует провести полную проверку состояния реле и
остального пускового оборудования перед вынесением решения о
неисправности других частей двигателя.
8.3. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ РЕЛЕ
Популярность потенциальных реле постоянно возрастает,
поскольку они достаточно легко адаптируются практически
к любому типу компрессора. Значение вырабатываемой об*
187 ГЛАВА 8
мотками противоэлектродвижущеи силы «отслеживается»
потенциальным реле в процессе своего функционирования.
Функционирование
В процессе функционирования однофазного двигателя ЭДС,
вырабатываемая в пусковых обмотках, превышает
приложенное к двигателю напряжение. Пусковые обмотки практически
ведут себя как генератор, вырабатывающий противоЭДС
двигателя. Значение противоЭДС пропорционально скорости
двигателя. Электрическое реле размыкается и отключает
пусковые цепи, когда противоЭДС достигает определенного
значения, установленного поставщиком двигателя.
Принципиальная схема потенциального реле, или реле
напряжения, приведена на рис. 8.4. Потенциальное реле
обладает преимуществами над реле других типов из-за нормально
замкнутого положения контактов и отсутствия искрения в
момент запуска системы. Под искрением понимается проскаки-
вание искры между двумя частями контактных групп. По мере
увеличения скорости вращения двигателя появляется
противоЭДС. Когда скорость вращения двигателя достигает 70—75%
своей полной скорости, значение противоЭДС окажется
достаточным для отключения пусковых цепей в результате
возбуждения обмотки потенциального реле.
Рис. 8.4. Принципиальная схема реле напряжения
Как показывает практика, многие двигатели с постоянным
фазосдвигающим конденсатором испытывают затруднения в
процессе запуска. В подобных случаях решение проблемы
состоит в оснащении двигателей приставкой ускоренного пуска,
преобразующей этот тип двигателя в двигатель с пусковым и
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
188
рабочим конденсаторами. Приставка ускоренного пуска
состоит из потенциального реле и пускового конденсатора. На рис.
8.5 приводится принципиальная схема приставки.
к пусковой^
(ф*~>,
Рис. 8.5. Принципиальная схема
приставки ускоренного пуска
j^r^r\_
-*f-
1
НИ-
i j
пусковой комдонсжтер
Поиск и устранение неисправностей
Реле напряжения достаточно просты с точки зрения поиска
и устранения неисправностей, поскольку содержат только две
составные части, подлежащие проверке. Проверка катушки
потенциального реле производится путем подключения клемм
омметра к точкам 2 и 5 (рис. 8.4). Проверка может дать
следующие результаты: катушка исправна, содержит обрыв или
короткое замыкание. Состояние контактов может быть
проверено путем подключения омметра к точкам 1 и 2 (при этом
контакты должны находиться в замкнутом положении).
Потребляемый двигателем ток будет возрастать, если реле не произведет
своевременного отключения пусковых цепей. Подобные
ситуации представляют опасность для двигателя и его пускового
оборудования. В целях их предотвращения следует
производить тщательную проверку состояния потенциальных реле.
Обслуживающий техник должен всегда обращать внимание на
функционирование системы после предполагаемого срабатывания
пускового реле. Вышедшее из строя реле подлежит замене
другим с подходящими характеристиками. При правильной
работе пускового реле через пусковую обмотку не должен
протекать ток после достижения двигателем полной скорости.
189 ™5*1 |J|
В последние годы наметилась тенденция к росту
применения потенциальных реле в однофазных герметичных
электродвигателях. Эти реле могут отличаться числом внешних
выводов, характеристиками катушек, напряжением
срабатывания и конструкциями крепежных устройств. На практике
будет весьма полезной расшифровка обозначений
потенциальных реле двух основных фирм-производителей.
Расшифровка обозначений потенциальных реле
фирмы General Electric
3ARR3 — Реле потенциальное Например: 3ARR3-A5C3
1-й разряд после дефиса устанавливает количество выводов + крепежное
оборудование
А — 5 винтовых выводов и кронштейн типа «L»
В — 5 винтовых выводов и плоский кронштейн
С — 3 винтовых вывода и кронштейн типа «L»
D — 3 винтовых вывода и плоский кронштейн
U —- 5 быстро подключаемых выводов и кронштейн типа «L»
2-разряд — характеризует свойства отдельных секций электромагнитных
катушек
2 — функционируют при длительном воздействии напряжения 168 В
3 — функционируют при длительном воздействии напряжения 332 В
4 — функционируют при длительном воздействии напряжения 502 В
5 — функционируют при длительном воздействии напряжения 253 В
6 — функционируют при длительном воздействии напряжения 420 В
7 — функционируют при длительном воздействии напряжения 130 В
8 — функционируют при длительном воздействии напряжения 214 В
10 — функционируют при длительном воздействии напряжения 375 В
3-й разряд — характеризует откалиброванный диапазон значений п рот и во-
ЭДС, приводящий к срабатыванию реле
А - 260-280 В
В — 280-300 В
С - 300-320 В
D - 320-340 D
Е — 340-360 В
F — 350-370 В
G - 360-380 В
Н-
J -
К-
L —
М-
N-
Р-
365-395 В
120-130 В
130-140 В
140-150 В
- 150-160 В
160-170 В
170-180 В
R-
S-
т-
и-
V —
W-
180-190 В
190-200 В
200-220 В
• 220-240 В
240-260 В
- 210-230 В
PFMOH Г ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
190
Калибровка с учетом влияния комнатной температуры может привести к
снижению этих значений на 5—7%
4-й разряд — определяет пространственное положение реле
1 — лицевой поверхностью вниз
2 — лицевой поверностью вверх
3 — лицевой поверхностью в сторону с горизонтально расположенным
номером
4 — лицевой поверхностью в сторону и поворотом вокруг горизонтальной
оси на 90° по часовой стрелке относительно положения, заданного
цифрой 3
5 — лицевой поверхностью в сторону и перевернутым горизонтальным
номером
6 — лицевой поверхностью в сторону и поворотом вокруг горизонтальной
оси на 90° против часовой стрелки относительно положения,
заданного цифрой 3
Расшифровка обозначений потенциальных
реле фирмы RBM
128 — обозначение потенциального реле Например: 128-122-1335СА
1-й и 2-й разряды после дефиса содержат номер, определяющий
тип крепежного оборудования
11 — плоский кронштейн небытового назначения
12 — кронштейн типа «L» (Tecumseh)
16 — кронштейн типа «L» для компрессоров модели «FB»
20 — кронштейн типа «L» для сдвоенных компрессоров
«Tecumseh» мощностью от 1,5 лошадиных сил и более
21 — кронштейн типа «L», обеспечивающий возможность
монтажа на корпусе кондесатора
29 — плоский кронштейн (тип Marion); ранее имел номер «14»
(располагается под крышкой)
3-й разряд характеризует структуру контактов
2 — тип SPNC — рассчитаны на двигатели мощностью менее
1/2 лошадиной силы
6 — тип SPNC — рассчитаны на двигатели от 1,5 лошадиных
сил и более
1Q1 ГЛАВА8
4-й и 5-й разряды указывают на количество выводов, их тип и
местонахождение
11—3 винтовых вывода
12 — 4 винтовых вывода (используются редко)
13 — 5 винтовых выводов
23 — 5 быстроподключаемых выводов
6-й разряд характеризует свойства отдельных секций катушек
1 — функционируют при длительном воздействии напряж. 130В
2 — функционируют при длительном воздействии напряж. 170В
3 — функционируют при длительном воздействии напряж. 256В
4 — функционируют при длительном воздействии напряж. 336В
5 — функционируют при длительном воздействии напряж. 395В
6 — функционируют при длительном воздействии напряж. 420В
7 — функционируют при длительном воздействии напряж. 495В
7 -й разряд содержит номер, определяющий пространственное
положение реле (см. Примечание)
1 — лицевой поверхностью вниз
2 — лицевой поверхностью вверх
3 — лицевой поверхностью в сторону и расположенным
горизонтально перевернутым номером
4 — лицевой поверхностью в сторону и поворотом вокруг
горизонтальной оси на 90° по часовой стрелке
относительно положения, заданного цифрой 3
5 — лицевой поверхностью в сторону и с расположенным
горизонтально номером
6 — лицевой поверхностью в сторону и поворотом вокруг
горизонтальной оси на 90° против часовой стрелки
относительно положения, заданного цифрой 3
8-й разряд — характеризует откалиброванный диапазон значений
противоЭДС, приводящий к срабатыванию реле
А - 260-280 В G - 360-380 В Р - 170-180 В
В - 280-300 В Н - 365-395 В R — 180-190 В
С - 300-320 В J — 120-130 В S — 190-200 В
D — 320-340 В К — 130-140 В Т — 200-220 В
Е - 340-360 В L — 140-150 В U — 220-240 В
F - 350-370 В М — 150-160 В V — 240-260 В
W —210-230 В
s~C\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -. q 9
Калибровка с учетом влияния комнатной температуры может
привести к снижению этих значений на 5-7%
9-й разряд — предназначен для кода заказчика
Примечание: Выбор пространственного положения реле. Как
упоминалось ранее, 4-й разряд кода обозначения реле у фирмы
General Electric и 7-й разряд — у фирмы RBM — определяют
пространственное положение реле, которого следует придерживаться
в процессе его монтажа. Правильный выбор пространственного
положения реле крайне важен в процессе его монтажа. Установка
реле в какое-нибудь другое положение способна изменить его
характеристики до такой степени, что корректный запуск компрессора
окажется невозможным. Это обстоятельство может привести к
преждевременному выгоранию компрессорного двигателя.
Двумя основными производителями электрических реле
являются фирмы General Electric и RBM. Расшифровки
кодовых обозначений выпускаемых ими реле приведены в
таблицах. Обращайте особое внимание на характеристики секций
электромагнитных катушек и противоЭДС срабатывания при
ссылках на то или иное обозначение потенциального реле.
8.4. ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ
Реле содержит две контактные пары, выполненные в виде
биметаллических полосок. Одна контактная пара
обеспечивает функционирование пусковых цепей, вторая используется
как средство защиты рабочей обмотки от перегрузок.
Функционирование
На рис. 8.6 представлена принципиальная схема теплового
реле. Проводник, подключенный между выводами L и А,
действует как линейный провод и используется для нагрева
биметаллических элементов В и С. Через элемент С питающее
напряжение подается на пусковую обмотку, а через элемент В —
на рабочую обмотку. По достижении линейным проводом тем-
193
ГЛАВА 8
пературы, достаточной для искривления пластины элемента С,
происходит отключение пусковых цепей. Этой операцией и
ограничивается функционирование реле в случае исправной
работы оборудования. Дальнейшее увеличение температуры
линейного провода приводит к деформации пластин элемента В
и отключению цепей рабочей обмотки. Далее происходит
отключение компрессора по причине обнаруженной в реле
перегрузки. Некоторые фирмы-производители применяют
линейный провод, который обеспечивает коммутацию контактов
посредством изменения своей длины в процессе нагрева. Оба
типа тепловых реле (деформационные и с линейным
проводом переменной длины) имеют достаточно простой принцип
функционирования. Принципиальная схема на рис. 8.6
показывает подключение теплового реле к системе.
Обозначения.
L: Выводы сетевого напряжения
М: Вывод основной обмотки
S: Вывод пусковой обмотки
1,2,3: Ненагруженные выводы
для подключений
С: Общий вывод
R: Вывод рабочей обмотки
S: Вывод пусковой обмтоки
L
1
1 А
С
1 J.I
Тепловое реле 1
А
чь
Н^М
1 *S
С
п
L . i
/ сг Термостат
' _
S
Компрессор
Рис. 8.6. Схема функционирования теплового реле компрессора
Поиск неисправностей
По всей видимости, тепловое реле с линейным проводом
является самым сложным типом пускового реле с точки
зрения возможностей проверки его функционального
состояния. Проблематичность проверки связана с затруднениями в
определении рассеиваемого в реле тепла. Даже
незначительная разница в температуре может вызвать реакцию реле на
перегрузку.
w-to РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... -. q л
Состояние контактов реле проверяется с помощью
омметра. Диагностика линейного провода и теплочувствитель-
ных элементов должна проводиться в процессе
функционирования или запуска оборудования. Первое обстоятельство,
на которое следует обращать внимание, состоит в том,
запускается ли двигатель. Если двигатель запускается и затем
отключается под нагрузкой — возможна недостаточность
скольжения подшипников.
Подключение и отключение пусковой обмотки
производятся достаточно быстро, и установить факт выполнения этих
операций весьма трудно. Для этих целей следует измерить
значение тока в пусковой обмотке и выяснить, не является ли
он слишком большим. Обычно в процессе запуска двигателя
через пусковую обмотку течет больший ток, чем через
рабочую. Как и в случае реле остальных типов, проверка
тепловых реле должна проводиться совместно с диагностикой
состояния остальных частей двигателя.
8.5. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ПУСКОВЫЕ РЕЛЕ
Прогресс развития твердотельных средств управления,
имевший место в течение последних пяти лет, привел к появлению
еще одного типа токочувствительных реле, именуемых как
пусковой выключатель на базе материала с положительным
температурным коэффициентом (ПТК). Определенные
керамические материалы (материалы с ПТК) увеличивают свое
электрическое сопротивление вследствие нагрева, вызванного
протеканием через них тока. На этом эффекте основано
функционирование новых твердотельных реле, которые в настоящее
время заменяют реле других типов в двигателях, мощность
которых измеряется долями лошадиных сил. Высокая степень
адаптируемости таких реле расширяет область их
возможного применения, поскольку одно и то же реле может
устанавливаться на двигателях, потребляемая мощность которых в
зависимости от модификации изменяется в достаточно широких
пределах. Производители могут изготовить твердотельные реле
с встроенным пусковым конденсатором и дополнять его
встроенными устройствами защиты от перегрузок.
195
ГЛАВА 8
Новое электронное пусковое реле двигателей вводилось
в эксплуатацию как универсальная замена для многих типов
пусковых реле, используемых в промышленности. Это
электронное реле обладает принципиально лучшими временными
характеристиками, чем реле напряжения или токовое.
Достигнутая точность временных характеристик позволяет
использовать эти реле для замены многих потенциальных и
токовых пусковых реле. Схема соединений реле в случае
его использования вместо потенциального аналога
показана на рис. 8.7, а вместо токового — на рис. 8.8.
Подключение в качестве реле напряжения
Замена всех пусковых потенциальных
реле с любым напряжением
срабатывания в компрессорах с номинальным
переменным напряжением 110—270 В,
однофазных и мощностью до 5 л.с.
Примечание к схеме:
Провод, идущий от рабочего вывода
компрессора, должен подключаться /
к клемме 4 реле »
1
пусковом
-м
e±i
PR90
a.pi
I
Я
□ пусковой
конденсатор
Рис. 8.7. Подключение универсального реле при замене реле
напряжения (Courtesy of Sealed Units Parts Co.Jnc, Allenwood, NJ)
"* 4 , e •"]
•5
2f
защитное
устройство двигатель
— с
■е
пусковой
конденсатор'
Рис. 8.8. Подключение универсального реле при замене реле тока
(Courtesy of Sealed Units Ports Co.Jnc, Allenwood, NJ)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
196
Функционирование
Твердотельное пусковое реле устанавливается
последовательно с пусковой обмоткой герметичного компрессора,
потребляемая мощность которого измеряется долями
лошадиной силы (рис. 8.9). В обычном состоянии твердотельное
пусковое реле имеет очень маленькое электрическое
сопротивление. В процессе запуска двигателя в цепи пусковой
обмотки возникает ток. При этом сопротивление
твердотельного реле быстро возрастает до достаточно больших
значений. Следовательно, ток через пусковую обмотку быстро
снижается, что эквивалентно отключению этой обмотки от цепи.
Допускается применение большинства твердотельных реле
при условии их подключения последовательно с
конденсатором и пусковой обмоткой (рис. 8.10). Одним из достоинств
твердотельного пускового реле является возможность его
подключения к двигателям, различные модификации которых
перекрывают широкий диапазон значений потребляемой
мощности. Например, для одного реле является допустимой
установка на двигателях с потребляемой мощностью в пределах
от 1/12 до 1/5 лошадиных силы, для другого реле — в
пределах от 1/4 до 1/3 лошадиной силы. Некоторые
фирмы-производители выпускают реле этого типа,
предназначенные для установки на двигатели с мощностью свыше 1/3
лошадиной силы. Основным преимуществом твердотельного
реле с точки зрения обслуживающего механика является
возможность его использования для замены реле трех типов
и для широкого круга приложений, характеризуемых
большим разбросом параметров.
Рис. 8.9. Схема подключения
компрессора и
твердотельного реле (двигатель с
расщеплением фазы) Компрессор
110 V-
Твердотельное
пусковое реле
197 ™2*f Щ
L 110 V J
I Твердотельное I
I Пусковой пусковое реле
I конденсатор ч / I
*—gH» I
Компрессор
Рис. 8.10. Схематическое представление компрессора с
твердотельным реле (двигатель с конденсаторным пуском)
Эти пусковые устройства могут дополняться встроенным
пусковым конденсатором. В случае использования
встроенного в реле конденсатора существующие средства защиты
от перегрузок должны оставаться в самом компрессоре и
предохранять его от поломки. Возможно использование реле
типа «3 функции в одном», состоящих из самого
твердотельного реле, конденсатора и устройства защиты от перегрузок.
Возможности использования твердотельных реле на
основе материала с ПТК обычно ограничиваются рамками
бытовых холодильных установок. Однако такие реле могут найти
и иные области применения при условии соблюдения
разработанных поставщиком инструкций по их установке.
Восстановление работоспособности твердотельного реле между
двумя смежными рабочими циклами путем естественного
охлаждения связано с временными затратами от 3 до 10 минут,
что не позволяет использовать его в случаях, когда
необходима высокая частота следования циклов.
Поиск неисправностей
Поиск и устранение неисправностей в твердотельных реле
не связаны с какими-либо затруднениями, что объясняется
простотой их построения. Во многих случаях реле выдает
какой-либо видимый знак, по которому можно судить о его
функциональном состоянии. В определенных случаях реле
w-Ц. РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... .лп
может обугливаться, сильно выгорать и потрескивать; имеют
место случаи, когда реле лишь незначительно подгорело. Реле
может проверяться и с помощью омметра: низкое
сопротивление холодного реле свидетельствует о его исправном
состоянии, а высокое — о выходе из строя. Перед измерением
сопротивлений механик должен убедиться в том, что реле
действительно охлаждено. Обслуживающий механик должен
установить факт проведения твердотельным реле отключений
пусковой обмотки с помощью амперметра с измерительными
клещами (в случае, если реле уже подключено к выводам
компрессора). Если же реле смонтировано непосредственно на
клеммах компрессора, упомянутый способ проверки
становится невозможным. В подобных случаях необходимо измерить
потребляемый компрессором ток и, если пусковая обмотка не
отключается, детально разобраться в создавшейся ситуации.
8.6. ПОДШИПНИКИ ЭЛЕКТРОДОИГАТЕЛЕЙ
Все электрооборудование, функционирование которого
связано с вращением, оснащается теми или иными подшипниками,
обеспечивающими плавность и легкость вращения.
Подшипник — часть электрического устройства, характеризуемого
наличием вращения, которая делает это вращение более
свободным и продолжительным. Всего два типа подшипников
используются в производстве систем нагрева, охлаждения и
кондиционирования — шариковые подшипники и
подшипники скольжения. Шариковые подшипники обладают
наилучшими свойствами, поскольку характеризуются меньшим
трением. Подшипники скольжения более дешевы и, как это ни
странно, получили более широкое распространение.
Шариковые подшипники
Конструкция шариковых подшипников содержит
внутренние и внешние кольца, которые удерживают шарики с
помощью сепаратора. Во внутреннее кольцо запрессовывается
вал двигателя.
199 ™21 Д|
Смазка шариковых подшипников может производиться
тремя способами. Смазанные пластичной смазкой подшипники
запечатываются в процессе изготовления и достаточно редко
нуждаются в дополнительной смазке. Смазка подшипников
через сальники производится вручную. Подшипник должен
вручную разбираться, наполняться смазкой и собираться с
периодичностью от двух до пяти лет. Многие шариковые
подшипники оснащаются дозирующей масленкой и должны
смазываться через каждые два года. Смазка исключительно
важна для двигателей. Однако помните о том, что избыток
смазки столь же губителен для двигателя, как и ее недостаток.
Шариковые подшипники применяются в большинстве
случаев, когда требуются большие механические нагрузки.
Однако они непригодны для использования в герметичных
компрессорах из-за опасности искрения. Одними из многих
достоинств шариковых подшипников является возможность их
установки в различных положениях, уменьшающая трение
конструкция, универсальность и способность выдерживать
большие нагрузки. Шариковые подшипники часто смазываются
пластичной смазкой и нуждаются лишь в эпизодической
дополнительной смазке, таким образом, они требуют меньше
затрат на обслуживание, чем их скользящие аналоги.
Шариковые подшипники характеризуются длительным сроком
годности и большей надежностью. Однако неправильная
эксплуатация достаточно быстро приводит к их разрушению.
Подшипники скольжения
Подшипники состоят из латунных и стальных цилиндров, в
которых происходит вращение оси двигателя. Подшипники
скольжения имеют более высокое трение, чем их шариковые
аналоги, и в силу этого обстоятельства не используются под
большими механическими нагрузками. Смазка таких
подшипников может производиться через масляный фитиль,
войлочный сальник или с помощью соприкасающегося с масляной
ванной диска.
Смазывающий фитиль одним своим концом вводится в
маслосборник. При этом с другого конца масло поступает
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И..
200
на вал двигателя (рис. 8.11). Наполнение маслосборника
должно производиться два раза в год.
наливное отверстие
подшипник
£
Ы
масляный фитиль.
V
емкость для масла
Рис. 8.11. Смазка подшипника скольжения через масляный
фитиль
Смазка войлочным сальником — это просто войлочная
прокладка, размещенная вокруг вала для его смазки (рис.
8.12). Подшипники с войлочным сальником должны
смазываться через несколько месяцев.
наливное отверстие подшипник
тканевая муфта
Рис. 8.12. Смазка подшипника скольжения через тканевую муфту
Смазка с помощью соприкасающегося с масляной ванной
кольца применяется в достаточно крупных двигателях.
Вращающееся в масляной ванне кольцо извлекает из нее смазку
и распределяет ее по валу (рис. 8.13). Уровень масла в
ванне должен проверяться ежемесячно.
В герметичных компрессорах используются подшипники
скольжения, поскольку они не угрожают искрением. Следует
проявлять осторожность при монтаже двигателей с подшип-
201
ГЛАВА 8
никами скольжения из-за проблематичности смазки
последних в случае их размещения в вертикальном положении.
Подшипники скольжения широко распространены и нашли
самое разнообразное применение в промышленности.
крышка
подшипник
кольцо
£
^
Г
резервуар с маслом
Рис. 8.13. Смазка подшипника скольжения с помощью
вращающегося кольца
8.7. ПЕРЕДАЧА ВРАЩЕНИЯ ОТ ДВИГАТЕЛЕЙ
Передача —- это средство связи между электродвигателем
и элементами, которым требуется вращение.
Электродвигатели используются для приведения в действие большинства
устройств, функционирование которых связано с вращением.
Существуют два основных типа механической передачи —
прямая и ременная (или шкивная).
Прямая передача
Способы прямой передачи предполагают соответствие
числа оборотов в минуту двигателя и приводимого им в
движение устройства. Двигатели вентиляторов и насосов
достаточно часто имеют прямую передачу. В герметичных
компрессорах всегда используется прямая передача. В случае
прямой передачи необходима тщательная регулировка
взаимного положения двигателя и приводимого в движение
устройства. В герметичном компрессоре используется моно-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И..
202
литная ось, один конец которой подключен к двигателю, а
другой — к компрессорному оборудованию. Для построения
прямой передачи обычно используются соединительные
звенья. Исключением из этого правила являются герметичные
компрессоры и вентиляторы.
Основные типы соединительных звеньев, используемых в
промышленности, — это гибкие шланговые патрубки (применяются
в нефтяных форсунках) и фланцевые муфты (используются в
компрессорах открытого типа и в помпах, рассчитанных на
повышенную температуру жидкости). На рис. 8.14 показаны оба
широко распространенных типа соединительных звеньев
прямой передачи.
•ыпускиде отмрслю
а) Гибкое шланговое соединение б) Соединение с помощью муфты
Рис 8.14. Два типа соединительных звеньев прямой передачи
Клиновой ремень
Хотя для привода устройств могут использоваться самые
разнообразные ремни, здесь будет рассмотрен лишь
клиновой ремень (или ремень с клиновидным сечением). Он
применяется только в промышленных условиях. С помощью двух
шкивов, соединенных таким ремнем, происходит передача
вращения от двигателя к устройству. Клиновой ремень нашел
самое разнообразное применение в промышленности, в
частности, для приведения в действие компрессоров открытого
типа, вентиляторов и помп.
В настоящее время используются всего три типоразмера
клиновых ремней. Типоразмер FHP имеет ширину ремня в
3/8 дюйма и широко используется совместно с двигателями,
203 ГЛАВА8
мощность которых исчисляется долями лошадиных сил.
Типоразмеру под названием А-сечение соответствует ширина
ремня в 1/2 дюйма. Область применения ремня с таким
сечением — любые операции, для выполнения которых
требуются двигатели мощностью от 1 до 5 лошадиных сил.
Типоразмеру В-сечение отвечает ширина ремня в 21/32 дюйма,
который используется в случаях, когда диаметр шкива мотора
превышает 5 дюймов. Для приведения в действие крупных
устройств достаточно часто применяются несколько
клиновых ремней. Замена одного из них должна производиться
только на такой же ремень, способный нормально
функционировать совместно с оставшимися. Скорость вращения
приводимого в действие оборудования может изменяться в
случае изменения диаметров шкивов. Можно воспользоваться
следующей формулой:
кол-во об/мин двиг. х диаметр шкива двиг.
диаметр шкива ' " " к _
на оборудовании кол-во об/мин оборудования
Эта формула может преобразовываться в зависимости от
конкретных значений исходных данных с помощью простой
алгебры. Пусть, к примеру, мотор вращается со скоростью
1750 об/мин и имеет шкив диаметром 5 дюймов; требуется
узнать — шкив какого диаметра нужно установить на
оборудовании, если последнее должно вращаться со скоростью
1000 об/мин?
диаметр шкива об/мин двиг. х диаметр шкива двиг.
на оборудовании об/мин оборудования
1750x5
диаметр шкива на оборудовании =
1000
диаметр шкива на оборудовании = 8,75 дюймов.
Клиновые ремни должны быть всегда выровненными, а их
натяжение отрегулированным. На рис. 8.15а показан
неправильно выровненный клиновой ремень. Пример правильного
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
204
натяжения большинства ремней показан на рис. 8.156.
Время от времени клиновой ремень будет скользить, вызывая
неустойчивость в работе оборудования или его поломку. В
подобных случаях ремень должен быть заменен, а его
натяжение правильно отрегулировано.
а б
компрессор
[о
cJ^If
ремень
двигатель
ш
ИЗ)
■—W
компрессор
О
-J
<Щ
5£
двигатель
ремемь II
=33
Рис. 8.15. Выравнивание соединений из клиновых ремней
Краткие выводы
Многие типы электродвигателей нуждаются в
электрических устройствах, удерживающих пусковую обмотку или
пусковые элементы в составе цепей до тех пор, пока
двигатель не достигнет приблизительно 75 % своей полной
скорости. Пусковые реле используются в большинстве случаев,
когда необходимо производить отключение пусковых
обмоток и/или другого пускового оборудования от
электрических цепей по достижении двигателем рабочей скорости.
Своевременное отключение пусковых элементов и/или
пусковых обмоток крайне необходимо в целях
предотвращения разрушения двигателей или пусковых элементов.
Существуют четыре типа реле, широко используемых
сегодня в промышленности. Функционирование токового реле
основано на том факте, что вокруг проводника с током
формируется магнитное поле. В точке своего максимума
магнитное поле замыкает контактные группы, подключая таким
образом необходимые пусковые элементы к электрическим
цепям и отключая их в нужное время. Потенциальное реле
имеет'нормально замкнутые контактные группы, коммутация
которых производится под воздействием противоЭДС
двигателя. Значение этой противоЭДС пропорционально скорости
205 ™*if Щ
двигателя. Это обстоятельство позволяет производить
своевременное отключение пусковых элементов. Использование
электронных реле в качестве пусковых приобретает все
возрастающую популярность в промышленности. Они обладают
рядом преимуществ перед пусковыми реле обычных типов,
так как могут перекрывать широкий диапазон характеристик
и использоваться, в случае необходимости, вместо других
элементов двигателя. Тепловые реле с нагревательным
элементом в виде линейного провода используются редко,
поскольку существуют более эффективные методы отключения
пусковых элементов от электрических цепей.
Все приводимое во вращение оборудование, входящее в
состав систем нагрева, охлаждения и в холодильные
установки, должно оснащаться подшипниками,
обеспечивающими их эффективное и равномерное функционирование. В
настоящее время для этих целей широко используются
шариковые и подшипники скольжения. Правильное
выполнение смазки является весьма важным обстоятельством,
гарантирующим долгий срок эксплуатации и безотказную
службу подшипников.
В большинстве случаев промышленной практики
электродвигатели приводят в действие то или иное оборудование.
Прямая передача является более распространенной, чем
применение клиновидных ремней. Использование прямой
передачи сопряжено с необходимостью тщательной регулировки,
минимизирующей вибрацию. Приводимое в движение
устройство должно иметь то же число оборотов в минуту, что и
двигатель. Соединения с помощью клинового ремня имеют
определенные допуски, но требуют юстировки положения
оборудования. Такие соединения могут использоваться для
изменения числа оборотов в минуту оборудования посредством
замены шкивов.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 906
Вопросы
1. Для чего предназначены пусковые реле?
2. Что такое потенциальное реле и почему оно используется?
3. Что такое токовое реле и почему оно используется?
4. Каково назначение теплового реле с нагревательным
элементом в виде линейного провода? Как оно работает?
5. Контакты токового реле являются .
6. Характеристикой, управляющей функционированием
электрического реле, является .
7. Справедливо ли следующее утверждение: контакты
потенциального реле нормально разомкнуты?
8. Какие два типа подшипников используются в
промышленности? Каковы достоинства и недостатки каждого из них?
9. Что такое прямая передача? Каким образом она используется
в промышленности?
10. Почему клиновые ремни распространены в промышленности?
11. Что означает правильное натяжение клинового ремня?
12. 4jo такое искрение?
13. Справедливо ли следующее утверждение: если пусковое реле
исправно, в пусковой обмотке не будет тока после достижения
двигателем полной скорости?
14. Вероятно, наиболее трудно проверяется реле .
15. Подшипник — это такая часть вращающегося электрического
устройства, которая .
16. Назовите три способа смазки шариковых подшипников.
17. Справедливо ли следующее утверждение: избыточность
смазки двигателя и его подшипников столь же губительна, как и
не достаточ ность?
18. В каком единственном случае нельзя использовать шариковые
подшипники?
19. Назовите три способа смазки подшипников скольжения.
20. В случае прямой передачи необходима тщательная
регулировка взаимного положения .
21. Каковы широко распространенные типоразмеры клиновых
ремней и в каких областях они применяются?
22. Какова будет скорость компрессора открытого типа, если
двигатель совершает 1750 об/мин, диаметр его шкива равен 4 дюйма,
а диаметр компрессорного маховика составляет 16 дюймов?
9Q7 ГЛАВА 8
23. Шкив какого диаметра потребуется в случае, если двигатель
совершает 1750 об/мин, шкив вентилятора имеет диаметр 8
дюймов, а вентилятор должен совершать 700 об/мин?
24. Объясните функционирование твердотельного реле на базе
материала с ПТК.
25. Какими преимуществами обладает твердотельное пусковое реле
перед обычным токовым реле?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментальных работ и более
глубокого изучения изложенного в этой главе материала
обратитесь к лабораторной работе №6 «Конденсаторы» и к
лабораторной работе №7 «Электродвигатели».
ГЛАВА 9
КОНТАКТОРЫ, РЕЛЕ И УСТРОЙСТВА
ЗАШИТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Устройства управления современных систем нагрева,
охлаждения и кондиционирования оснащены
многочисленными элементами, обеспечивающими автоматическое
управление. Устройства управления предназначены для
автоматического поддержания температуры в некоторой среде.
Функционирование систем управления заключается в остановке и
запуске нагрузок, регулирующих температуру среды. В
случае систем кондиционирования воздуха или систем нагрева
первостепенной задачей является регулирование
температуры внутри определенного пространственного объема. В
холодильных установках такая задача состоит в регулировании
температуры воздуха или воды.
В системах кондиционирования воздуха и в холодильных
установках компрессор является самой крупной нагрузкой. Для
включения его обычно требуется контактор или магнитный
пускатель. Реле используются для правильного управления
нагрузками, по отношению к которым термостаты и ручные
выключатели не способны обеспечить требуемых точности управления и
уровня мощности. Реле и контакторы функционируют
одинаково. Основное отличие между ними состоит в максимальном
значении токовых нагрузок. Контактор способен управлять
большими токовыми нагрузками. Реле обычно имеет ограниченные
значения допустимых токовых нагрузок.
209 ГЛАВА9 m
В любых устройствах управления должны
предусматриваться средства защиты нагрузок. Защитные устройства
предохраняют такие нагрузки, как компрессоры, нагреватели,
двигатели вентиляторов и насосы. Основным защитным
устройством является общеизвестный предохранитель. Однако
предохранители не обеспечивают достаточно эффективной
защиты всех важных нагрузок, подключенных к системе
управления. Поэтому в целях защиты от перегрузок используются
более эффективные устройства. Как мы увидим в
дальнейшем, защитные устройства имеют самые разнообразные
конструкции и размеры.
Каждый электрический элемент играет определенную роль
в составе всей системы управления. К счастью, в настоящее
время многие производители используют простые системы
управления, которые в бытовых устройствах состоят из
незначительного числа элементов. Однако коммерческие и
промышленные системы управления достаточно сложны,
содержат большее число элементов и характеризуются лучшими
возможностями, чем их бытовые аналоги. Следовательно,
персоналу, имеющему отношение к системам нагрева,
охлаждения и кондиционирования, необходимо близко
познакомиться с элементами систем управления и понимать их в такой
степени, чтобы оказалось возможным выявление вышедших
из строя элементов и эффективное устранение
неисправностей в этом оборудовании.
В этой главе мы рассмотрим те элементы, которые
осуществляют управление нагрузками. В последующих главах мы
рассмотрим другие элементы систем управления и способы
выявления неисправностей в них.
9.1. КОНТАКТОРЫ
Контактор используется в системах управления в целях
управления электрическими нагрузками. Контакторы замыкают
и размыкают контактные группы, через которые подается
напряжение на некоторые нагрузки систем охлаждения,
осуществляя таким образом развязку напряжения, управляющего
электромагнитной катушкой, и напряжения, приложенного к нагруз-
w~to РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 210
кам. Контактор состоит из катушки, которая замыкает или
размыкает группы контактов посредством магнитного поля,
создаваемого катушкой в момент поступления на нее
питающего напряжения. Магнитные пускатели также используются для
запуска и остановки крупных нагрузок в системах
охлаждения. Основное отличие между контакторами и магнитными
пускателями состоит в том, что последние могут содержать
встроенное устройство защиты от перегрузок. Магнитные
пускатели будут обсуждаться в этой главе несколько позднее.
Применения
В любой системе охлаждения самой крупной
электрической нагрузкой, нуждающейся в управлении, является
компрессор. В относительно небольшом оборудовании прочие
нагрузки могут подсоединяться параллельно компрессору. В
более крупных системах обычно содержится по одному
коммутационному устройству на каждый элемент. Контактор,
используемый в небольшом бытовом устройстве
кондиционирования воздуха, по всей видимости, осуществляет
управление компрессором и двигателем конденсаторного
вентилятора. На рис. 9.1 показана структурная схема небольшого
бытового устройства. В крупных устройствах
кондиционирования воздуха обычно имеется несколько контакторов. В
крупном конденсаторном блоке, например, должны
присутствовать два контактора для управления компрессором и три —
двигателями конденсаторных вентиляторов. Крупные
нагревательные системы с резистивными нагрузками также
оснащаются несколькими контакторами. Например, в подобных
системах рекомендуется использование отдельного
контактора для каждой нагревательной секции, а в некоторых
системах управления — и для вентиляторов подачи воздуха.
Функционирование
Контакторы различных фирм-производителей имеют
разные конструкции. Однако все они выполняют одну и ту же
211
ГЛАВА?
функцию, заключающуюся в замыкании и размыкании
контактных групп. Якорь является движущейся частью
контактора. Перемещение якоря может осуществляться двумя
основными способами — путем скольжения вдоль паза или путем
поворота. Линейно скользящий якорь размещается между
двумя пазами в корпусе контактора и перемещается по ним
в одну или другую сторону. Поворотный якорь
располагается на оси и поворачивается в ту или другую сторону за счет
вращательного движения.
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного
вентилятора
Выключатель высокого давления
Выключатель низкого давления
к термостату и источнику
я 24 В
Рис. 9.1. Принципиальная схема небольшого бытового
конденсаторного блока воздушного охлаждения с контактором,
осуществляющим управление компрессором и двигателем
конденсаторного вентилятора
Якорь контактора с9единен с его контактными группами,
которые осуществляют замыкание цепей за счет притяжения
якоря магнитным полем катушки. Подобный принцип действия
характерен как для линейно скользящего, так и для
поворотного якоря. Магнитное поле, осуществляющее замыкание
контактора, создается катушкой, намотанной вокруг пластинчатого
стального сердечника. Когда на катушку подается напряжение,
вокруг сердечника возникает магнитное поле, и сердечник
становится электромагнитом, напряженность поля которого
достаточна для притяжения якоря и замыкания контактов. В
контакторах обоих типов используется один и тот же принцип
действия. В некоторых контакторах между якорем и
неподвижными контактами устанавливаются пружины, обеспечивающие
размыкание контактов при отключении напряжения от катушки.
s~T\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 919
Катушки
Характеристики катушек зависят от типа провода и
порядка его намотки. На потенциальные катушки могут подаваться
только определенные значения напряжений. Катушки
такого типа предназначены для работы при напряжениях 24 В,
110 В, 208/230 Вив отдельных случаях — при напряжении
460 В. Катушки распознаются по величине указанного на
них напряжения. Катушки напряжения применяются во
многих специальных реле, используемых в промышленности. Как
правило, катушки подключаются непосредственно через
выводы. Однако в отдельных случаях место подключения
выносится на определенный участок корпуса контактора.
Контакты
Когда на контактор подается напряжение, его контакты
замыкают электрические цепи подачи питающего
напряжения на управляемые нагрузки. Контакторы
классифицируются по силе тока, которую они способны выдержать. Они
могут управлять двумя типами нагрузок — индуктивными
нагрузками (такими, как двигатели, обладающие более высоким
током при запуске, чем в процессе работы) и активными
нагрузками, имеющими постоянную силу тока (такими, как ре-
зистивный нагреватель). Некоторые контакторы рассчитаны
как на индуктивные, так и на активные' нагрузки. Таким
образом, следует быть внимательным при выборе
предназначенного для замены контактора. Номинальные значения
характеристик контактора указываются на его корпусе.
Контакты изготовляются из серебра и кадмия,
препятствующих их залипанию. Они крепятся к прочной основе
механическим или химическим путем. Химическая структура
контактов такова, что они способны функционировать при
низких температурах и при токе в 125 % от предельной токовой
нагрузки. Контакторы обычно выпускаются в двух- и трехпо-
люсном исполнении, а во многих случаях — в четырехполюс-
ном. Четвертый полюс используется для защитной
блокировки некоторых устройств-нагрузок, входящих в систему, или
213 ГЛ™1 Д|
остается свободным. Двухполюсный контактор применим в
однофазных системах. Контактор, имеющий по меньшей мере
три полюса, совершенно необходим в трехфазных системах.
Поиск неисправностей
Оценка состояния неисправного контактора заключается в
рассмотрении трех его составных частей — катушки,
контактов и исполнительного механизма. Наличие дефекта в любой
из этих частей приводит к неисправности контактора в целом.
Катушка. Катушка контактора должна находиться в
исправном состоянии, и построенный на ее основе
электромагнит должен развивать достаточную силу притяжения в
контакторе. Катушка контактора достаточно редко «ослабевает»
настолько, что теряет способность замыкать контакты, разве
только избыток трения может привести к их залипанию.
Результатом диагностики катушки может быть: катушка исправна,
содержит обрыв или короткое замыкание. Состояния с обрывом
или коротким замыканием указывают на неисправность
катушки. Их наличие может проверяться с помощью омметра. В
случае короткого замыкания результатом измерения сопро-
тивленния катушки будет ноль. В случае обрыва
сопротивление будет бесконечным. Конечное значение сопротивления
обычно указывает на исправное состояние катушки.
Проверка катушки может также производиться посредством
подачи на нее напряжения и последующего наблюдения за
контактором с целью выявления срабатывания. Напряжение
на катушке должно измеряться еще до того, как будет
производиться ее проверка на наличие срабатываний контактора.
Следует проявлять особое внимание в случае, когда подобная
проверка производится с короткозамкнутой катушкой. Если
подать на нее напряжение, то в результате короткого
замыкания возникнут дополнительные повреждения.
Контакты. Контакты контактора должны находиться в
хорошем состоянии, что обеспечит поступление на нагрузки
правильного значения напряжения. В большинстве случаев
достаточно визуального осмотра для диагностики
неисправных контактов.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
214
В отдельных случаях измерение напряжения между
замкнутыми контактами одного и того же полюса показывает
наличие падения напряжения. Рис. 9.2 демонстрирует
правильную методику проверки контактных групп подобным
способом. Показанное прибором напряжение является
перепадом напряжения между контактами (напряжением,
потерянным для оборудования). Показанные на приборе 20 В
следует считать чрезмерным значением. Следовательно, контактор
подлежит замене или ремонту. Любой перепад напряжения,
превышающий 5% номинального значения потребляемого
оборудованием напряжения, следует считать недопустимо
большим. Для проведения подобных проверок необходимо
замкнуть контактор, приложив к нему напряжение.
ц ц ц
ТЗуТТТ
Тх Г, Г,
Рис. 9.2. Методика проверки состояния групп контактов с
помощью вольтметра
Исполнительный механизм. Вероятно, самая простая с
точки зрения диагностики причина неисправности
контакторов связана с исполнительным механизмом. В большинстве
случаев любые повреждения, связанные с исполнительным
механизмом, могут обнаруживаться при визуальном осмотре
или при отключенном питании посредством ручного
перемещения якоря в целях проверки свободного хода и
отсутствия чрезмерного трения. Исполнительный механизм
контактора выходит из строя из-за погодных условий, коррозии
или повышенной влажности. Во многих случаях выгорание
обмоток приводит к перегреву катушки и появлению на ней
налета, способного застопорить контактор. Для
нормального функционирования контактора необходимо точное
совмещение контактов и свободное перемещение его частей.
215 ГЛ^1 Q
Ремонт. Контакторы могут ремонтироваться с
использованием запасных частей фирмы-изготовителя или запасных
частей массового производства, если позволяет время.
Однако часто возникают затруднения в поиске всех
необходимых компонентов, таких, как контакты и катушки, поскольку
практически невозможно иметь в массовом производстве все
элементы, необходимые для всех контакторов. Многие
фирмы-производители продают комплекты запчастей, которых
вполне достаточно для замены контактной части
контактора. Но поскольку запчасти трудно найти, обычно считается
более целесообразным приобретать новый контактор
вместо ремонта вышедшего из строя. Однако будьте
внимательны в выборе контактора для данного конкретного случая и
учитывайте его номинальные характеристики.
9.2. РЕЛЕ
Реле используются для размыкания и замыкания цепей,
делая возможным автоматическое управление устройством
или цепью. Реле во всех отношениях подобны контакторам,
за исключением конфигурации полюсов и величины тока,
которым каждое из этих устройств способно эффективно
управлять. Они могут использоваться для управления
практически любым устройством в системе, с учетом определенных
ограничений на значение коммутируемого им тока.
Функционирование
Реле строится на основе тех же составных частей, что и
контактор. В нем содержатся катушка, контакты и некоторые
типы исполнительной части релейного элемента, замыкающей
и размыкающей контакты в момент поступления на реле
питающего напряжения. Когда напряжение (а в отдельных
случаях — ток) поступает на реле, последнее замыкается, поскольку
в железном сердечнике и катушке формируется магнитное
поле. Это магнитное поле заставляет якорь притягиваться к
электромагниту, сформированному сердечником и катушкой.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И...
216
Катушка реле может возбуждаться напряжением или током.
Реле общего типа, осуществляющее управление
устройствами, замыкается под воздействием напряжения. Реле тока
применяются для управления некоторыми пусковыми
устройствами в малогабаритном герметичном двигателе.
В продаже имеются реле с практически любыми типами
конфигурации полюсов. В управляющих цепях применяются
как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые
контакты. Нормально разомкнутые контакты размыкаются в тот
момент, когда с реле снимается питающее напряжение, и
замыкаются тогда, когда это напряжение подключается.
Нормальное положение контактов реле характеризует состояние
управляемого им устройства в то время, когда на реле
отсутствует питающее напряжение. Наиболее распространенными
типами конфигураций полюсов являются однополюсная од-
нопозиционная, однополюсная двухпозиционная,
двухполюсная однопозиционная и двухполюсная двухпозиционная. При
любой из этих конфигураций полюса могут быть нормально
замкнутыми или нормально разомкнутыми.
Применения
Реле могут использоваться для управления двигателями
комнатных вентиляторов, конденсаторными вентиляторными
моторами, пусковыми конденсаторами и управления
блокировками. Они используются в сочетании с любым
устройством, нуждающимся в автоматических средствах для
замыкания и размыкания цепей.
Реле комнатного вентилятора является типичным
примером его использования. В течение охладительного цикла на
комнатный вентилятор должно поступать напряжение. Это
осуществляется с помощью реле этого вентилятора (рис. 9.3).
На реле комнатного вентилятора напряжение подается в том
случае, когда сетевой выключатель и выключатель
вентилятора замыкаются, вызывая запуск вентиляторного двигателя
(аналогичный результат будет получен, если вместо
выключателя вентилятора замкнут термостат охлаждения). Реле
комнатного вентилятора может также применяться и для управ-
217
ГЛАВА?
ления двухскоростными вентиляторными двигателями,
высокая скорость которых используется в процессе охлаждения,
а низкая — при нагреве. При этом в процессе нагрева
управление вентиляторным двигателем осуществляется тепловым
выключателем вентилятора (рис. 9.4). С помощью реле
может обеспечиваться управление большими контакторами, для
срабатывания которых имеющееся в системе управления
напряжение 24 В является недостаточным (рис. 9.5).
Li Ь
Обозначения.
IFM: Двигатель комнатного
вентилятора
IFR: Реле комнатного
вентилятора
G: Вентиляторный вывод
термостата
Y: Охлаждающий вывод
термостата
R: Сетевой вывод термостата
Рис. 9.3. Принципиальная схема цепей реле комнатного
вентилятора
Реле напряжения (потенциальное) можно считать
возбужденным в случае, когда определенное напряжение
приложено к его катушке. Это реле предназначено для управления
некоторыми устройствами-нагрузками посредством
замыкания и размыкания своих контактов. Реле напряжения могут
иметь несколько вариантов применения, например как, реле
комнатного вентилятора, реле конденсаторного вентилятора,
управляющие реле и реле блокировки.
Как мы видели в главе 8, три типа реле помогают
двигателям в процессе запуска. Напряжение осуществляет питание
катушек потенциальных реле и отключение пусковых устройств
от электрических цепей. Реле тока управляются током и
осуществляют питание цепей с пусковыми устройствами. Реле
отключает эти цепи по мере снижения управляющего тока.
Тепловое реле управляется рассеиваемым в нем теплом и в
случае применения в сочетании с двигателем осуществляет
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
218
замыкание и размыкание его пусковых цепей. Применение
пусковых реле в цепях двигателей получило широкое
распространение в промышленности. Однако подобные реле не
следует путать с реле общего назначения, предназначенными
для управления обычными нагрузками.
Обозначения.
IFR: Реле комнатного
вентилятора
IFM: Двигатель комнатного
вентилятора
С: Контактор
FS: Выключатель вентилятора
Рис. 9.4. Принципиальная схема
подключения реле комнатного
вентилятора в целях нагрева\охлаждения
Термостат
-©-
^rs^-OH
ЧИН
-VWWV
СИ
Обозначения:
СОМР: Компрессор
С: Контактор
IFR: Реле комнатного
вентилятора
CR: Реле управления
HPS: Выключатель высокого
давления
LPS: Выключатель низкого
давления
СН: Нагреватель картера
CIT: Встроенный термостат
компрессора
Рис. 9.5. Принципиальная схема подключения реле,
управляющего подачей питания на контактор
219
ГЛАВА 9
Щ
Конструкция
Контакты реле похожи на контакты контакторов.
Контакты выполняются из сплава серебра с кадмием, который
крепится к какой-нибудь прочной основе, способной
выдерживать давление якоря.
Реле обычно изготовляется в пластмассовом корпусе.
Следовательно, визуальная проверка реле не столь проста как в
случае контактора. Контакты реле нельзя увидеть, не
разобрав реле или не удалив его крышку. Якорь реле может
быть линейно скользящим или поворотным. В реле этот
элемент действует так же, как и в контакторе.
Катушки создаются таким образом, чтобы вырабатывался
магнетизм, достаточный для надежного замыкания
контактов реле. Размеры катушки реле меньше размеров контак-
торной катушки.
Поиск неисправностей
Неисправности в реле выявляются практически так же, как
и в контакторах. Диагностика катушек совершенно
одинакова, независимо от того, является эта катушка частью реле или
контактора. Контакты реле обычно скрыты и не поддаются
визуальному осмотру без его предварительной разборки. Они
должны проверяться с помощью омметра. Контакты реле не
столь массивны, как в контакторах, и в силу этого
обстоятельства испытывают меньше разрушительных воздействий.
Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты
реле будут полностью расплавлены при наличии разных фаз
приложенных к ним напряжений. Этот факт должен
приниматься во внимание в процессе поиска неисправностей в
контактах реле.
Входящий в реле исполнительный механизм доставляет
меньше хлопот, чем его контакторный аналог, из-за
меньшего веса якоря. Все проблемы, связанные с исполнительным
механизмом, вызваны заеданием контактов.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
9.3. УСТРОЙСТВА ЗАШИТЫ
220
Защитные устройства предотвращают неисправности
нагрузок, вызванные воздействием повышенного тока,
посредством размыкания контактных групп. Простейшим типом
таких устройств является предохранитель. Предохранители могут
применяться для защиты проводов и неиндуктивных
нагрузок, однако они не обеспечивают ее в достаточной мере для
индуктивных нагрузок. Нагрузка, являющаяся чисто
активной по своей природе и не содержащая витков, вызывающих
появление индуктивности, называется неиндуктивной
нагрузкой. Наиболее широко распространенными неиндуктивными
нагрузками, используемыми в промышленности, являются
электрические нагреватели.
Предохранители
Предохранители состоят из двух окончаний (или выводов)
и отрезка провода (или вставки плавкой), который плавится и
разрывает цепь в случае, когда проходящий через него ток
превысит его номинальное значение. Предохранители
доступны в различных видах и конструкциях (см. главу 4). Они
наиболее широко используются для защиты проводов, элементов
цепей и неиндуктивных нагрузок. Электрические резистивные
нагреватели являются наиболее распространенной
неиндуктивной нагрузкой, защищаемой с помощью предохранителей.
На рис. 9.6 показана принципиальная схема блока резистив-
ных нагревателей с использованием предохранителей.
Приведенная здесь система управляет тремя электрическими
нагревателями путем подачи питания на контактор,
подключающий эти нагреватели. Установленные в цепях
предохранители используются как средства защиты нагревателей.
Автоматические выключатели используются для тех же
целей, что и предохранители, хотя и отличаются от последних
возможностью подключаться к нагрузкам с большим
пусковым током. Тем не менее многие цепи управления оснащены
предохранителями.
221
ГЛАВА?
Обозначения:
НС1: Контактор нагревателя 1
FU1: Предохранитель нагревателя 1
Н1: Нагреватель 1
НС2: Контактор нагревателя 2
FU2: Предохранитель нагревателя 2
Н2: Нагреватель 2
YC3: Контактор нагревателя 3
FU3: Предохранитель нагревателя 3
НЗ: Нагреватель 3
ti L7 l>
НС1~ ~HC1 HC2
FU1
H
■у"» и^в Ш* I 4Vt-p aw.nU2 H(/3ajB —y»
P PfUI FU2£ <^FU2 FU3r Г
u u
HC3
FU3
H2
H3
Рис. 9.6. Принципиальная схема, показывающая применение
предохранителей как устройств защиты резистивных нагревателей
Защитные устройства отключения
питания и вспомогательные
Защитные устройства, используемые для сохранения
индуктивных нагрузок, эффективнее, хотя и сложнее, чем
предохранители. Индуктивным нагрузкам для запуска
необходим более высокий ток, чем для работы. Ток через двигатель
в момент его включения максимален, поскольку его ротор
неподвижен. На рис. 9.7 показан график изменения тока
через двигатель от момента запуска до достижения им
полной скорости.
Защитные устройства могут быть разделены на две
основные группы: устройства отключения питания и устройства
вспомогательного типа. Устройства отключения питания
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
222
размыкают цепь питания электродвигателя. Устройства
вспомогательного типа размыкают дополнительные контактные
группы в цепях управления. Защитные устройства могут иметь
ручной или автоматический перезапуск; ручной перезапуск
осуществляется обслуживающим механиком или потребителем.
20% 40% 60%
Скорость двигателя
80%
100%
Рис. 9.7. Изменение силы токае изменением скорости двигателя
Защитные устройства отключения питания. Один
из наиболее распространенных типов защитных устройств
встраивается в шины питания и состоит из металлической
пластины, установленной на двух контактах. Этот тип устройств
называется биметаллическим прерывателем. На рис. 9.8а
приведена принципиальная схема биметаллического устройства
защиты, находящегося в замкнутом состоянии. Если
потребляемый ток или температура двигателя оказываются
достаточными для перегрева и деформации диска, происходит
размыкание контактов устройства (рис. 9.86). В результате
электроэнергия отключается от нагрузки. В некоторых защитных
устройствах под калиброванным диском устанавливается
нагреватель или провод, выделяющий тепло. Подобное
техническое решение сокращает диапазон изменения
контролируемой величины, приводящий к срабатыванию устройства.
Другой тип биметаллических устройств защиты
составляют трехпроводные устройства. Контролируемой величиной в
таких устройствах является ток обеих обмоток, в
зависимости от значения которого осуществляется замыкание и
размыкание общего вывода и обмоток (ситуация схематически
представлена на рис. 9.9).
223
ГЛАВА 9
биметаллический диск
биметаллический диск
к нагрузке
•) замкнуто
б) разомкнуто
Рис. 9.8. Принципиальная схема биметаллического защитного
устройства с отключением питания в замкнутом и
разомкнутом положениях
Рис. 9.9. Принципиальная схема трехпроводного
биметаллического защитного устройства
Наиболее распространенным устройством защиты
отключения питания, предназначенным для использования в
основных бытовых системах, является встроенная защита
компрессора. Встроенная защита — это маленькое устройство,
внедренное в двигательные обмотки. Подобное устройство
способно «чувствовать» ток через двигатель так же хорошо, как и
температуру обмоток, и при этом справляется со своими
обязанностями намного лучше, чем монтируемый снаружи
аналог. На рис. 9.10а приводится принципиальная схема
компрессора, оснащенного встроенным биметаллическим
защитным устройством. На рис. 9.106 показан компрессор с трех-
проводным биметаллическим защитным устройством. В
некоторых небольших трехфазных герметичных двигателях также
применяются встроенные устройства защиты. Такие защитные
устройства не следует путать со встроенными термостатами,
похожими по внешнему виду. Встроенный термостат служит
для отключения цепи управления в случае перегрева обмоток.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
224
<-2 Ц
СОМР
не-
а) Биметаллическое защитное
устройство (встроенное)
б) Трехпроводное
биметаллическое заши
устройство (внешнее;
Рис. 9.10. Принципиальные схемы биметаллических защитных
устройств
Вспомогательные защитные устройства.
Вспомогательные защитные устройства размыкают цепь управления
при появлении перегрузок, что приводит к отключению
контактора (рис. 9.11). Этот тип защитных устройств широко
распространен в крупных системах, но встречается и в
относительно небольших, используемых сегодня на практике.
органы управления
Обозначения, I /*>"пРессором
0L1: Защитное устройство 1 i—< У А¥ JLW Гс) w
0_ X О I *' ЛИ Л1 Ч ^-^ I
0L2: Защитное устройство 2
С: Контактор
СОМР: Компрессор
0L1 0L2
ЧС0М
С 0L1
0L2 С
Рис. 9.11. Принципиальная схема, изображающая
вспомогательные защитные устройства в цепи
Два основных типа вспомогательных защитных устройств
применяются сегодня в промышленности — это устройства
защиты по току и магнитные устройства. Устройство защиты
по току по принципу действия подобно автоматически
отключающимся, за исключением того обстоятельства, что его
225
ГЛАВА?
контактные группы размыкаются быстрее в процессе
реакции на перегрузку. В большинстве случаев биметаллическая
пластина защитных устройств до такой степени тяжела, что
не способна осуществлять эффективное управление сетевым
напряжением. По этой причине в крупных устройствах
защиты от перегрузок используются вспомогательные контакты.
Магнитные устройства состоят из подвижного
металлического стержня, который размещается в трубке,
наполненной силиконом или маслом. Вокруг металлической трубки
находятся витки провода. Устройство приводится в действие
магнитным полем, формируемым катушкой. Устройство
разработано так, чтобы магнитное поле было достаточно
сильным для притяжения стержня и размыкания
вспомогательных контактов.
Магнитные защитные устройства оснащены элементами
временной выдержки. В металлическом стержне
просверливается маленькое отверстие. Как только поле начинает
притягивать стержень, масло или силикон должны просочиться
через отверстие из одного конца трубки в другой.
Следовательно, имеется небольшой интервал времени,
обусловленный перетеканием масла, между моментом пуска двигателя
и моментом, когда устройство сможет разомкнуть цепь. На
рис. 9.12 показана принципиальная схема магнитных устройств
защиты компрессора.
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
OL: Защитное устройство
Т: Термостат
Магнитные защитные устройства
Рис. 9.12. Принципиальная схема магнитных устройств
защиты компрессора
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
226
Многие электронные твердотельные защитные устройства
уже используются в промышленности, но еще большее их
число только разрабатывается. Конструкция электронных
защитных устройств зависит от области их применения, однако в
большинстве случаев температурный датчик устанавливается
на обмотках двигателя и подключается к внешнему модулю,
смонтированному на панели управления двигательным
блоком. Сопротивление установленного на обмотках датчика
изменяется по мере изменения их температуры. Подобное
изменение сопротивления, воспринимаемое и усиливаемое
электронным защитным модулем, приводит к размыканию
контактов вспомогательных устройств. В большинстве электронных
защитных устройств используются два или три датчика,
устанавливаемых на двигательных обмотках. Такой способ
защиты позволяет добиться быстрой реакции на появление
перегрузок. Более полное рассмотрение электронных защитных
устройств дается в главе 14.
Поиск неисправностей
Большинство защитных устройств достаточно просты с
точки зрения поиска неисправностей, поскольку имеют
только одну контактную группу наряду с нагревателем,
предназначенным для нагрева биметаллической пластины.
Возможно использование омметра для проверки состояния
контактов как в устройствах отключения питания, так и во
вспомогательных защитных устройствах. В отдельных случаях
возможен обрыв в цепи нагревателя или катушки (в
зависимости от типа проверяемого защитного устройства). Этот
элемент защитных устройств также может проверяться с
помощью омметра.
Встроенные защитные устройства компрессора
диагностируются намного труднее, поскольку они не могут
отсоединяться от системы. Большинство подобных защитных
устройств производят отключение общего вывода в двигателе.
Если мотор проверен и обнаружено разомкнутое состояние
пусковой и рабочих обмоток, вполне возможно, что общий
вывод отключен или внутреннее защитное устройство ра-
227
ГЛАВА?
зомкнуто. Если же корпус компрессора уже остыл, его
двигатель скорее поврежден, а не отключен защитным
устройством. При проведении подобных проверок убедитесь в том,
что компрессор действительно остыл. Если же компрессор
еще теплый или горячий, защитные устройства могут быть
разомкнуты и при этом работать нормально.
9.4. МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ
Магнитный пускатель состоит из четырех контактных групп,
катушки, предназначенной для замыкания контактов при
подключении ее к источнику питания, и комплекта защитных
устройств. Катушка является сердцем устройства. Все функции
общего управления, запуска и остановки оборудования,
выполняются катушкой, подключаемой или отключаемой от
источника питания. Контакты замкнуты или разомкнуты в
зависимости от воздействия, оказываемого катушкой. В магнитном
пускателе также предусматриваются средства защиты от
перегрузок, производящие отключение катушки в случае
возникновения таковых. На рис. 9.13 представлена простая
принципиальная схема пускателя с защитным устройством.
*г
контакты
защитного
устройства
^
Рис. 9.13. Принципиальная схема магнитного пцскателя
jff\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.. - 928
При изготовлении устройств нагрева, охлаждения и
кондиционирования многие из используемых двигателей
предохраняются встроенными защитными устройствами или с
помощью внешних средств, таких как реле перегрузок,
магнитные защитные устройства или тепловые элементы.
Контактор — это устройство с автоматическим
замыканием-размыканием контактов, которое обеспечивает питание оборудования
(см. главу 4). В большей части оборудования,
осуществляющего кондиционирование воздуха, используется контактор,
специально предназначенный для защиты от перегрузок. Во
многих случаях, особенно при использовании трехфазного
оборудования, производителями применяется магнитный
пускатель, в котором предусматриваются средства защиты от
перегрузок наряду с возможностями коммутации подаваемого на
оборудование тока.
Типы магнитных пускателей
и их функционирование
Устройства защиты от перегрузок, применяемые в
магнитных пускателях, делятся на три общих класса:
биметаллические реле, тепловые реле и реле на основе плавких сплавов.
Пластина биметаллического реле состоит из двух
сваренных между собой полосок металлов с различными
способностями к расширению при изменении температуры. Один
конец пластины закрепляется неподвижно, а другой сохраняет
способность двигаться. При нагревании этого элемента
свыше определенной температуры под воздействием
поступающего на оборудование тока элемент разомкнётся и вызовет
отключение пускателя.
Действие теплового реле основано на тепле, которое
выделяется в проводе и позволяет судить о величине
проходящего через него тока. Если тепло достаточно велико, чтобы
указывать на перегрузку, контакты реле разомкнутся.
Защитный элемент на основе плавких сплавов
представляет не что иное, как механическое соединение с
применением материала, являющегося хорошим проводником.
Храповое колесо припаивается к проводнику специальным спла-
229 ™™ ^
вом. Когда в результате прохождения тока возникает
температура, превышающая некоторое расчетное значение, пайка
расплавляется и позволяет храповому колесу разомкнуть
контакты.
Не имеет значения, какой тип защитного устройства
используется — для правильной работы необходим
правильный выбор его номинала. Поставщики магнитных пускателей
дают много информации о том, как подбирать требуемые
номиналы пускателей и защитных устройств (иногда
именуемых «нагревателями»).
Поиск неисправностей
Магнитные пускатели используются в большей части
трехфазного оборудования, поскольку содержат защитные
устройства и могут эффективно управлять функционированием
нагрузок в системах нагрева, охлаждения и
кондиционирования. Некоторые из наиболее распространенных отказов
магнитных пускателей происходят в контактах, в соленоидаль-
ных катушечных нагревателях (или защитных устройствах) и
в исполнительном механизме. Не имеет значения, какая из
частей магнитного пускателя вышла из строя, поскольку
последний должен рассматриваться как целостный элемент еще
в самом начале диагностики неисправностей.
Обслуживающий механик должен в первую очередь
убедиться в том, что магнитный пускатель неисправен. Вышедший
из строя магнитный пускатель подлежит замене, или должен
производиться ремонт его неисправных частей. Состояние
контактов пускателя может проверяться путем визуального
осмотра или измерением перепада напряжения между
контактами. Контакты, изъеденные коррозией или
характеризуемые наличием перепада напряжения, подлежат замене.
Катушка контактора может запросто выйти из строя: она
может быть короткозамкнутой, содержать обрыв или
замыкаться на корпус. Соединение, с помощью которого
подвижные контакты крепятся к плунжеру соленоида, может быть
изношенным или разрушенным и не обеспечивать замыкания
контактов даже при подключении питания к катушке.
jt<\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 930
Поиск неисправностей в защитных устройствах весьма
сложен из-за многообразия их типов. Защитные устройства
предназначены для размыкания управляющих цепей при
появлении перегрузок. Цепь защиты магнитного пускателя
подключается под кожухом, содержащим его коммутационные
элементы. Обслуживающему механику должны быть знакомы и
понятны различные типы защитных устройств и их
функционирование. Он должен также проверять номиналы
защитных устройств. Механик может достаточно просто, шаг за
шагом проверять магнитный пускатель после выявления того
факта, что последний не замкнут, хотя и должен был
замкнуться.
9.5. КНОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Кнопочные устройства или выключатели —■ это такие
коммутационные устройства, которые управляются вручную
посредством нажатия на кнопку. На рис. 9.14 показаны две
схемы соединений с применением кнопочных выключателей
в качестве средства управления. Подобные устройства могут
иметь только два выключателя (для запуска и остановки)
или много выключателей (для выполнения таких функций,
как включение/выключение, запуск, остановка, пусковой
толчок, обратный ход, прямой ход). Они имеют различные
конструкции и выполняют многочисленные функции.
Относительно невелико число примеров применения кнопочных
устройств в промышленности, выпускающей средства нагрева,
охлаждения и кондиционирования. Они используются в
основном для управления двигателями, электрическими цепями и
магнитными пускателями.
В кнопочных устройствах легко находить неисправности.
Обслуживающий механик должен знать или уметь
распознавать нормальное положение контактов выключателей. В
отдельных случаях кнопочные выключатели могут оказаться
действительно сложными, однако подобные ситуации
встречаются нечасто. Для диагностики состояния выключателя
можно воспользоваться омметром.
L. старт £^2£j-2
а) старт-стопное устройство
вперед защитное
б) устройство движения влеред-назад-стоп
Рис. 9.14. Схемы соединений некоторых распространенных
кнопочных систем управления
Краткие выводы
, Системы управления в современных устройствах нагрева,
охлаждения и кондиционирования состоят из различных
элементов, что позволяет автоматизировать процесс управления.
В этой главе мы описали четыре таких элемента: контакторы,
реле, защитные устройства и магнитные пускатели.
В промышленной практике контакторы играют важную
роль в обеспечении правильного функционирования
оборудования. Их назначение — замыкание и размыкание
силовой цепи, ведущей к нагрузке, благодаря чему становится
возможным правильное управление оборудованием путем
подключения и отключения питания самого контактора.
Основными составными частями контактора являются катушка,
контакты и исполнительный механизм. Для нормального
функционирования контактора в целом требуется
правильная работа каждой их этих составных частей. Катушка
может выйти из строя по причине замыкания или обрыва.
Если она исправна, омметр покажет конечное
сопротивление. Отказы контактов связаны с их износом, коррозией или
избыточным трением. Каким бы ни был диагноз состояния
ф
w-^jv РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... «32
контактора, он должен ремонтироваться или заменяться
всякий раз, когда выявляется его неисправность или
неустойчивое срабатывание. В случае, когда замена необходима,
важно правильно выбрать контактор для последующей
эксплуатации.
Реле используются для коммутации многих нагрузок в
системах управления. Они являются самым
распространенным комплектующим элементом в промышленности. Перед
любой попыткой замены реле должны устанавливаться
область его применения и номинальные характеристики. Реле
состоит из тех же элементов, что и контактор: катушка,
контакты и исполнительный механизм. Состояние катушки
достаточно легко диагностируется омметром как исправной,
содержащей обрыв или короткое замыкание. Для
нормального функционирования необходимо хорошее состояние
контактов, которое может быть проверено с помощью омметра
или вольтметра. Контакты реле обычно размещены в
корпусе, что исключает возможность их визуального осмотра.
Неисправность исполнительного механизма реле обычно
приводит к залипанию его контактов.
Защитные устройства играют важную роль в
промышленности, поскольку оберегают дорогостоящие нагрузки.
Предохранитель является простейшим типом среди применяемых
устройств защиты. Он эффективен для защиты
неиндуктивных нагрузок, проводов и элементов цепей.
Устройства защиты подразделяются на два основных типа:
устройства с автоматическим отключением и
вспомогательные. Устройства первого типа отключают сетевое
напряжение, поступающее на те или иные элементы. Они
применяются в маленьких герметичных компрессорах и двигателях
и монтируются в шине, подающей напряжение на
оборудование или нагрузку. Вспомогательные устройства
отключают соответствующую контактную группу в цепи управления.
Они располагаются таким образом, что сетевое напряжение
подается через них на нагрузки. Это сетевое напряжение
создаст функциональные изменения в защитном элементе —
тепловом, токовом или магнитном — и разомкнет группу
вспомогательных контактов. Встроенные защитные устройства
устанавливаются непосредственно на обмотках двигателя и
233 ™U™ |ф
обычно не имеют выводов вне его. Они подключаются
последовательно с общим выводом двигателя. Все защитные
устройства должны правильно подбираться по
номинальным значениям контролируемых величин для обеспечения
адекватной реакции на перегрузки.
Магнитный пускатель во многих отношениях аналогичен
контактору; он содержит контакты, замыкаемые или
размыкаемые под воздействием катушки. Обычно магнитный
пускатель имеет три или четыре контактные группы. Он
обеспечивает защиту управляемых им нагрузок. Защитное
устройство магнитного пускателя должно соответствовать по
номиналу предохраняемой нагрузке. Защитные контакты
находятся в контакторе, а защитные элементы, именуемые
нагревателями, должны соответствовать по номиналам
предохраняемой нагрузке. Нагреватели в пускателе устанавливаются
отдельно. Кнопочные выключатели и устройства во многих
случаях используются совместно с магнитными пускателями,
однако, как правило, не в составе оборудования для
кондиционирования воздуха. Наиболее распространенным типом
кнопочных выключателей является устройство запуска и
остановки (старт-стопные).
Вопросы
1. Что является самой крупной электрической нагрузкой в
системах кондиционирования воздуха и в холодильных установках?
2. В чем состоит основное отличие между реле и контактором?
3. Основное отличие между магнитным пускателем и контактором
состоит в том, что магнитный пускатель .
4. Как функционирует контактор?
5. Какие два типа якорей используются в контакторах? Как они
функционируют?
6. Назовите три основные части контактора.
7. В чем состоит правильная последовательность действий при
проверке катушки контактора?
8. Контакты изготавливаются из .
9. В чем заключаются основные причины замены контактов в
контакторе?
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.
234
10. Справедливо ли следующее утверждение: измерение
напряжения между контактами одного и того же полюса покажет
падение напряжения между контактами?
11. Наиболее просто выявляемые причины отказов контакторов
связаны с .
12. Почему контакторы достаточно трудно ремонтировать?
13. Назовите составные части реле.
14. Как функционирует реле?
15. Что означают термины «нормально разомкнутый» ненормально
замкнутый» при упоминании о реле и контакторах?
16. Справедливо ли следующее утверждение: контакты реле
достаточно просто проверяются путем визуального осмотра?
17. Справедливо ли следующее утверждение: размеры катушки
реле меньше размеров катушки контактора?
18. Каково назначение защитных устройств?
19. Что такое активная нагрузка?
20. Что такое индуктивная нагрузка?
21. Предохранители наиболее часто используются для защиты
22. Защитные устройства с отключением питания производят
отключение ^_.
23. Как функционирует защитное устройство отключения питания?
24. Справедливо ли следующее утверждение: наиболее часто
используемым в малогабаритном оборудовании защитным
устройством отключения питания является трехпроводное устройство
защиты?
25. Вспомогательные защитные устройства размыкают .
26. Назовите два основных типа вспомогательных защитных
устройств и опишите, как они функционируют.
27. В чем состоят преимущества встроенной защиты компрессора?
28. В чем заключается правильная последовательность действий
при проверке встроенной защиты компрессора?
29. Что такое магнитный пускатель?
30. Каковы три типа защитных устройств, которыми в
промышленной практике оснащаются магнитные пускатели? Как работает
каждый из них?
31. Справедливо ли следующее утверждение: магнитные
пускатели преимущественно используются в однофазном оборудова-
235 ™™ |П
32. Справедливо ли следующее утверждение: кнопочные
устройства широко применяются в промышленности?
Ссылки на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и лучшего усвоения
изложенного в этой главе материала обратитесь к лабораторной
работе №9 «Контакторы и реле» и к лабораторной работе
№12 «Защитные устройства».
ГЛАВА 10
ТЕРМОСТАТЫ, МЕМБРАННЫЕ
ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И ДРУГИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
УПРАВЛЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В предыдущей главе мы рассматривали некоторые
широко распространенные устройства, которые управляют
нагрузками в системах нагрева, охлаждения и кондиционирования.
В этом разделе мы рассмотрим устройства, которые
управляют определенной группой небольших нагрузок, контакторов
и реле, управляющих, в свою очередь, более крупными
нагрузками.
Термостаты крайне важны в промышленности, поскольку
их замыкание и размыкание осуществляется в результате
изменения температуры. На всех этапах производства
требуется управлять температурой, и в большинстве случаев это
осуществляется с помощью термостата. Мембранные
выключатели иногда используются для управления температурой
за счет взаимосвязи между температурой и давлением,
однако в большинстве случаев они применяются как защитные
устройства. Трансформаторы используются для понижения
сетевого напряжения до более низких значений, которые
потребляются многими системами управления.
Термостаты играют важную роль в большинстве систем
управления и широко используются как основное средство
управления температурой в заданной области. В отдельных
237 : ГЛАВА1° щ
случаях они могут использоваться и как защитное
устройство, например, для обеспечения безопасной работы
двигателей. Термостаты, используемые как основное средство
управления, могут исполняться в виде термостата нагрева или
охлаждения или в виде определенной их комбинации.
Термостаты могут также применяться и в целях обеспечения
многорежимности, т.е. для приведения в действие
оборудования в различные промежутки времени в зависимости от
требований, заложенных в систему, что позволяет обеспечить
основной режим для обычного функционирования и
дополнительный — для подключения специальной части системы
управления, производимого в определенное время в
соответствии с потребностями в этом нагрузок.
Мембранные выключатели могут служить различным
целям. Они часто применяются как защитные устройства для
отключения оборудования, если давление становится опасно
большим или малым. В отдельных случаях мембранные
выключатели используются как функциональные регуляторы
холодильников. Каким бы ни было конкретное применение
мембранного выключателя, он всегда реагирует
определенным образом на конкретное давление.
Трансформаторы предназначены для снижения
поступающего из сети напряжения до значения, которое может
легко использоваться в системах управления.
Другие управляющие устройства, которые мы обсудим в
этой главе, — это гигростаты, масляные защитные
выключатели, реле выдержки времени, таймеры и соленоидные
вентили.
В этой главе мы рассмотрим каждое из устройств
управления, представленных в предыдущих разделах, и опишем, как
оно работает в системе. В следующей главе мы увидим, как
может производиться поиск неисправностей во всех
управляющих устройствах системы.
10.1. ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформатор в устройствах нагрева и охлаждения
обеспечивает их низковольтным источником для питания управляющих
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.
238
цепей. Он преобразует сетевое напряжение к удобному
низкому значению, которое требуется в системах управления.
Большинство бытовых и небольших торговых установок
включают в себя 24-вольтовую систему управления.
Трансформатор для бытовых устройств используется для понижения
сетевого напряжения до 24 В. Некоторое промышленное и
торговое высоковольтное оборудование будет оснащаться
трансформаторами, предназначенными для снижения
высокого напряжения до 230 или 110 В,^ используемых в системе
управления.
Функционирование
Трансформаторы — неподвижные индуктивные
устройства, которые передают электрическую энергию из одной цепи
в другую посредством магнитной индукции. Трансформатор
имеет две обмотки — первичную и вторичную. Переменное
напряжение прикладывается к первичой обмотке и
возбуждает ток во вторичной.
В промышленности применяются трансформаторы
многих типов. Понижающий трансформатор вырабатывает
вторичное напряжение на более низком уровне, чем первичное.
Трансформаторы этого типа используются для питания
низковольтных систем. Повышающий трансформатор
вырабатывает более высокое вторичное напряжение, чем
первичное.
Выбор трансформаторов по их
характеристикам
Трансформаторы в чем-то похожи на другие
электрические элементы. Они не эффективны на все 100%.
Другими словами, существуют потери между первичной и
вторичной обмотками. Подобные потери следует учитывать при
выборе трансформатора для конкретных целей. Мощность
трансформаторов оценивается в вольтамперах (ВА).
Параметры входящего в систему оборудования должны учиты-
239 ГЛАВА'° m
ваться при выборе трансформаторов вместе с их
номинальной мощностью.
Выбор трансформатора существенно влияет на
работоспособность и продолжительность эксплуатации элементов
оборудования нагрева, охлаждения и кондиционирования.
Применение слишком маленького для данной управляющей цепи
трансформатора приводит к питанию недопустимо низким
напряжением и неправильной работе контакторов или
пусковых цепей двигателя из-за вибрации или заминания
контактов, перегорания удерживающих катушек или отсутствия
надежного замыкания контактов. Все названные
обстоятельства могут вызвать отказ системы в целом и таят в себе
опасность повреждения компрессора.
Даже при условии правильного выбора трансформатора
следует побеспокоиться о том, чтобы не было избыточного
падения напряжения в шинах низковольтных управляющих
цепей. При использовании системы управления с
напряжением 24 В и удаленным термостатом подберите провода так,
чтобы они выдерживали ток между трансформатором и
термостатом.
Функциональные возможности трансформатора
характеризуются его номинальной мощностью, напряжением на
первичной обмотке, частотой, вторичным напряжением и
нагрузочной способностью, выраженной в вольтамперах.
Максимальная нагрузка для трансформаторов, применяемых в
цепях управления оборудования для кондиционирования
воздуха, составляет 100 ВА. Максимальное напряжение равно
30 В. В целях защиты со стороны вторичной обмотки могут
устанавливаться предохранители.
Трансформаторы должны выбираться так, чтобы они
приводили в действие все нагрузки напряжением 24 В и не
перегревались. Трансформаторы, применяемые только в
электропечах, обычно рассчитываются на номинальную
мощность 20 ВА или менее из-за наличия в них низковольтных
нагрузок. Системам кондиционирования воздуха обычно
требуется трансформатор с номинальной мощностью 40 ВА
или более — в зависимости от используемых
низковольтных нагрузок. При замене трансформатора
руководствуйтесь следующим правилам:
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
240
Для замены выберите трансформатор с тем же или более
крупным значением нагрузочной способности, чем была у
отказавшего трансформатора.
При совершенно новом применении следуйте
инструкциям поставщика.
Поиск неисправностей
Трансформаторы достаточно легко диагностируются двумя
способами. Можно воспользоваться омметром для проверки
трансформаторных обмоток в целях выявления в них
обрывов, коротких замыканий или принятия решения об их
исправном состоянии. Однако очень сложно диагностировать
трансформатор с локальным выгоранием изоляции обмоток,
если не придерживаться второго способа поиска
неисправностей. Можно, воспользоваться вольтметром для проверки
вторичного напряжения при подаче на его первичную
обмотку точного значения сетевого напряжения. При проверке
вольтметром к трансформатору должна подключаться
нагрузка. Иногда подсоединение нагрузки приводит к падению
вторичного напряжения ниже допустимого уровня, хотя
подобная ситуация достаточно редка.
При замене вышедшего из строя трансформатора
необходимо проверить питаемые им цепи низкого напряжения,
поскольку короткое замыкание в них приведет к повторному
выгоранию трансформатора. Это распространенный случай
при наличии замыканий в катушках контактора или реле.
10.2. ТЕРМОСТАТЫ
Температура в любом здании независимо от его срока
эксплуатации, расположения и конструкции может поддерживаться
на комфортном уровне с помощью термостата. Термостаты
разрабатываются и создаются с различным внешним видом и
значениями характеристик для того, чтобы отвечать требованиям
промышленной практики. Они играют важную роль в общем
функционировании большинства промышленных систем.
241
ГЛАВА 10
Щ
Применения
Основной функцией термостата является реакция на
изменения температуры посредством замыкания и
размыкания групп электрических контактов. Многие типы
термостатов применяются в промышленности для выполнения
различных коммутационных действий.
Термостаты применяются для многих целей.
Предназначенные для кондиционирования воздуха или для
нагрева термостаты будут, по существу, управлять температурой
в заданном объеме, создавая людям комфорт. Термостаты
охлаждения предназначаются для поддержания
определенной температуры в охлаждаемом объеме (домашний
холодильник, маленькая морозильная камера, витрина или
морозильная камера для торговых предприятий). Существует
много примеров специального применения используемых
в промышленности термостатов, таких как уличный
(наружный) и защитный термостаты. Как бы ни использовался
термостат, он выполняет одну и ту же функцию —
реагирование на изменение температуры размыканием или
замыканием контактов.
Термостат нагрева замыкается при снижении
температуры и размыкается при ее росте. Термостат охлаждения
замыкается при увеличении температуры и размыкается при ее
уменьшении. Это очень важное обстоятельство, которое
следует учитывать при размещении и установке термостатов.
Термостат нагрева и охлаждения находится там, где нужно
реагировать на повышение или на понижение температуры. Этот
термостат обычно создаётся таким образом, что его
выключатель реагирует или на нагрев, или на охлаждение, и при
этом не содержит нейтрального положения; другими
словами, он является однополюсным двухпозиционным
выключателем. В некоторых термостатах должны изолироваться
контакты нагрева и охлаждения и, следовательно, должны
использоваться раздельные контактные группы для нагрева и
охлаждения. Современные термостаты оснащены селектором
режимов, с помощью которого можно задать устройству
режим нагрева или охлаждения.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
242
Элементы управления и типы термостатов
Широко используются два типа элементов управления
термостатов. Элемент управления термостата — это та его
часть, которая перемещается при восприятии изменения
температуры. Биметаллический термостат широко используется
для регулирования температуры воздуха в устройствах
кондиционирования или нагрева. Термостат с дистанционным
термочувствительным баллоном часто используется для
регулирования температуры в любой среде, будь это жидкость или
газ, во многих случаях применений.
Термостат с дистанционным
термочувствительным баллоном. Силовой элемент, он же баллон, соединен с
мембраной отрезком тонкой трубки. Баллон наполняется
жидкостью или газом и затем запаивается. Давление,
производимое диафрагмой на исполнительный механизм, будет
размыкать и замыкать контактные группы. По мере изменения
температуры в баллоне то же будет происходить и с
приложенным к диафрагме давлением. Если температура баллона
растет, то и давление увеличивается; если температура баллона
падает, то и давление тоже падает. Рост или падение
давления вызывает размыкание и замыкание контактов в
зависимости от конструкции термостата.
Биметалличесикй термостат. Сердцем большинства
других типов термостатов является биметаллический элемент.
Элемент получил свое название благодаря тому факту, что в
нем используется биметаллическая пластина, которая,
двигаясь, размыкает или замыкает контакты. Биметаллический
элемент — сочетание двух металлических пластинок (рис. 10.1а),
имеющих заданную длину при определенной температуре.
Металлические пластины соединены методом сварки.
Металлы имеют различный коэффициент расширения. Если
температура металлов растет, один из них становится длиннее
другого из-за различий свойств теплового расширения. Это
служит причиной деформации биметаллического элемента (рис.
10.16). Если один конец биметаллического элемента
зафиксирован, а второй свободен, последний будет перемещаться
вверх и вниз в зависимости от температуры окружающей ере-
243 ГЛ^1 JQ^
ды. В низковольтных термостатах биметаллический элемент
работает лучше и обеспечивает лучшее управление, чем в
высоковольтных устройствах.
| А |
а) два металла с различным коэффициентом
теплового расширения
б) металл А расширяется сильнее,
чем металл В, и вызывает изгиб
Рис. 10.1. Биметаллический элемент, предназначенный для
термостата
Первый тип производимых биметаллических термостатов
показан на рис. 10.2а. Он обладал неудовлетворительными
характеристиками из-за неустойчивости давления
биметаллической пластины, удерживающей контакты замкнутыми. Он
обычно реагирует на относительно небольшое изменение
температуры вокруг комнатного термостата.
Термостат должен иметь средства обеспечения
надежного соединения контактов. Это выполняется путем
обеспечения щелчкового срабатывания биметаллического
элемента для фиксации его контактов. Ранняя модификация
термостата не имела щелчкового действия в
переключательном движении и, следовательно, вызывала проблемы
своей реакцией на незначительные температурные
изменения. Однако если постоянный магнит помещен возле
биметаллической пластины (рис. 10.26), это вызовет щелчковое
действие при расширении, достаточном для замыкания
контактов.
Широко распространены два способа, позволяющие
осуществить щелчковое действие в термостатах — с помощью
постоянного магнита и с помощью ртутного баллона. Установленный
возле неподвижной части контактов постоянный магнит послужит
причиной работы биметаллического элемента со щелчком. Как
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
244
только биметаллический элемент окажется в поле постоянного
магнита, он обеспечит надежное замыкание с неподвижным
контактом.
Рис. 10.2. Простейшие биметаллические элементы
В термостате на базе ртутного баллона также
обеспечивается щелчковое действие, поскольку шарик ртути
перемещается между двумя щупами (контактами), запаянными в
стеклянную трубку (рис. 10.3).
ртутный баллон
Л
биметаллический
элемент
зонд
Рис. 10.3. Биметаллический элементе ртутным
баллоном,используемым в качестве контактов
Сетевой термостат. Сетевой термостат предназначен
для работы при сетевом напряжении, например, 110 или 230 В.
Он применяется во многих автономных кондиционерах и в
холодильном оборудовании торгового назначения. Термостат
245 ™2iI2 |J|
этого типа используется для подключения и отключения
напряжения от нагрузок в системе. На рис. 10.4 показана
электрическая схема обычного 230-вольтового оконного
кондиционера с сетевым термостатом.
/ч G
сетевой
выключатель
термостат
двигатель 1
ижтиллтора]
компрессор
Рис. 10.4. Электрическая схема оконного блока с сетевым
термостатом
Сетевому термостату недостает многих хороших свойств,
реализованных в низковольтных термостатах. Например,
независимо от применения назначением сетевого термостата
будет только размыкание и замыкание контактных групп.
Сетевые термостаты широко распространены в промышленности.
Низковольтные термостаты. Низковольтные
термостаты применяются в системах управления с напряжением
питания 24 В. Они используются во всех бытовых
устройствах нагрева и кондиционирования воздуха и во многих
установках промышленного и торгового назначения.
Низковольтный термостат может обеспечивать нагрев, охлаждение,
автоматическую и ручную работу вентиляторов,
автоматическое переключение от нагрева к охлаждению. Отличие между
сетевым и низковольтным термостатами заключается в
размере биметаллического элемента. При больших размерах
контактов требуется более сильное надавливание для их за-
fr
Р
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 946
мыкания и, следовательно, более крупные биметаллические
элементы. На рис. 10.5 приведена принципиальная схема
бытового устройства нагрева и охлаждения с низковольтным
термостатом. Низковольтный термостат более точен, менее
дорог и нуждается в проводах меньшего размера, чем
сетевой термостат.
термостат
низковольтные выводы электропитание регуляторы
конденсаторного блока низковольтные вентилятора
выводы топки
Обозначения.
W: Выводы устройств нагрева; G: Выводы вентилятора
Y: Выводы устройств охлаждения; R: Выводы сети
Рис. f 0.5. Принципиальная схема бытового устройства
нагрева и охлаждения с низковольтным термостатом
Антисипаторы (упреждающие устройства)
Успешная работа любого термостата зависит от
правильного соотношения параметров входящих в систему элемен-
247 ГЛ^^1 |ф
тов, сбалансированности воздушных потоков и его
правильного размещения. Термостату практически невозможно
поддерживать точную температуру в любом заданном объеме
без существенных затрат на управление. Поэтому для
сглаживания перепадов автоматически регулируемой
температуры применяются антисипаторы. Существуют два типа антиси-
паторов — нагрева и охлаждения. Мы обсудим каждый из
них в отдельности.
Антисипатор нагрева. Термостат, который не имеет
средств упреждающей коммутации, допустит большие
отклонения температуры от требуемого значения, особенно в
системах с принудительной циркуляцией нагретого воздуха. Если
термостат настроен на 75°F, в электропечи наступит нагрев.
Однако существует задержка распространения порции
нагретого воздуха к кондиционируемому объему, поскольку в
системе нагрева должна сначала прогреться печь. Эта
задержка может привести к снижению температуры до 74°F и менее
перед тем, как из печи пойдет поток разогретого воздуха и
тепло достигнет кондиционируемого объема.
Разница в температуре между моментом замыкания
термостата и моментом поступления на него теплого воздуха
называется системной задержкой. По мере того как печь
остается включенной, температура продолжает расти. Если
дифференциал1 термостата равен 2°F, то он разомкнётся при
температуре 77°F и отключит нагрев. Однако печь все еще
остается теплой, а нагнетательный вентилятор должен
работать до ее охлаждения, что приведет к повышению
температуры до 78°F и более.
Разница в температуре между моментом отключения
термостата и моментом прекращения выброса в комнату
теплого воздуха называется последействием. Последействие и
системная задержка могут вызывать дополнительный разброс
температур в 5°F. Рис 10.6 иллюстрирует действие
последействия и системной задержки.
Широкий разброс температур может регулироваться
использованием в термостате антисипатора нагрева. Это есть
1 Дифференциал — разность температур замыкания и размыкания
контактов термостата. Прим. пер.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
248
не что иное, как небольшой источник тепла, размещенный
возле биметаллического элемента. Он позволяет элементу
быть несколько теплее окружающего воздуха. Антисипатор
нагрева включается последовательно с контактами
термостата. Когда контакты замыкаются и включают печь, ток
также должен проходить и через антисипатор нагрева, что
приводит к разогреву биметаллического элемента до определенной
температуры.
j Температура (°F)
Последействие
Время
Рис. 10.6. Влияние последействия и системной задержки на
комнатную температуру
Антисипатор нагрева опережает точку, в которой
термостат должен разомкнуться, и обеспечивает достаточно
низкий его дифференциал. Допустим, что термостат установлен
на температуру 75°F, а топка печи выключена, температура
медленно понижается. Когда температура упадет ниже 75°F,
топка заработает и в то же самое время антисипатор нагрева
начнет греть биметаллический элемент. Температура воздуха
продолжит падать до тех пор, пока нагнетательный
вентилятор не доставит теплый воздух в кондиционируемый объем.
Температура в комнате начинает расти, но при этом
температура биметаллического элемента будет несколько выше из-
за тепла от антисипатора нагрева. Таким образом, термостат
предупреждает последействие и отключает топку. Благодаря
ограничению времени работы топки печь охладится быстрее,
249 ™22*I2 Щ
остановив вентилятор и предотвратив последействие.
Антисипатор нагрева не устраняет полностью системную
задержку и последействие. Однако при его наличии эти факторы
становятся ничтожными, что сводит перепад температур к 2—
3°F. Цепь термостата, ранее показанная на рис. 10.5,
иллюстрирует антисипатор нагрева, соединенный последовательно
с контактами термостата.
Применяются два типа антисипаторов нагрева —
постоянный и регулируемый. Постоянный антисипатор не
перестраиваем и не универсален. Регулируемый антисипатор может
подойти почти к любой системе управления. Регулируемый
антисипатор нагрева следует устанавливать в шине тока
устройств первичного управления или газового вентиля.
Например, если газовый вентиль потребляет ток 0,2 А, значит, и
через антисипатор пройдет ток 0,2 А. Настройка
регулируемого антисипатора нагрева на номинальный ток системы
управления топки обеспечивает по отношению к ней
наилучший упреждающий запуск.
Антисипатор охлаждения. Антисипатор охлаждения
функционирует несколько иначе, чем антисипатор нагрева.
Он также известен под названием антисипатора
выключенного цикла. На рис. 10.7 приводится подключенный к
термостату антисипатор охлаждения. Антисипатор охлаждения
придает тепло биметаллическому элементу при
«выключенном» цикле работы оборудования вследствие
параллельного подключения этого антисипатора к его цепям. При
замыкании контактов термостата ток направляется через цепь
с меньшим сопротивлением, которой скорее являются
контакты, чем антисипатор охлаждения. При «выключенном»
цикле ток проходит через антисипатор и катушку
контактора. Антисипатор понижает напряжение до значения
отключения контактора благодаря своему последовательному
включению. Ток через антисипатор нагревает
биметаллический элемент и заставляет термостат упредить повышение
температуры. Антисипатор охлаждения не столь важен как
антисипатор нагрева, потому что охлаждающее
оборудование функционирует почти непрерывно, пока существует
задержка выделения тепла в системе с принудительной
циркуляцией нагретого воздуха.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
250
-ЛЛЛг
антисипатор
охлаждения
регулируемый
антисипатор
нагрева
(s)
термостат
Рис. 10.7. Принципиальная схема подключения антисипатора
охлаждения к термостату
Термостат — это просто коммутирующее устройство,
которое направляет напряжение к нужным регуляторам для
выполнения действий, предписанных его настройкой. На рис.
10.8 представлена принципиальная схема низковольтного тер*
мостата и выходящие из него управляющие шины. При
установке селектора режимов в положение «охлаждение»
напряжение проходит через него и поступает на термостат
охлаждения, приводящий в действие охлаждающее
оборудование и двигатель вентилятора для поддержания заданной
температуры. Если селектор режимов находится в
положении «нагрев» ток через него идет на термостат нагрева и
приводит в действие нагревательное оборудование. Многие
термостаты снабжены переключателем вентилятора, который
позволяет ему запускаться вручную или совместно с
охлаждающим оборудованием, поскольку вентилятор в режиме
нагрева приводится в действие этим выключателем.
Установка термостата
Установка термостата весьма проста, поскольку все
термостаты помечаются маркировочными буквами, хотя
обозначения, используемые различными поставщиками, не
согласуются друг с другом. Выводы изображены вместе с их
буквенными обозначениями (термостат крепится к основанию).
Для правильной установки термостата необходимо
следовать буквенным обозначениям.
251
ГЛАВА 10
ГГ®'
^ падение температуры | I антисипатор
" $ охлаждения
регулируемый
антисипатор
нагрева
I
реле
компрессора!
реле эл.
нагревателя!
двигатель
привода
вент, заслонки!
1=С
I
i(b © <°) © ©
реле
вентилятора!
А
двигатель
привода
|вент. заслонки!
ЛЛ Если вывод О не нагружен, ток через термостат в нагревательном цикле
будет изменяться в зависимости от того, находится ли выключатель
вентилятора в положении «Включено» («Off») или в автоматическом («Auto»).
Нагреватель должен настраиваться на суммарный ток катушек реле
нагрева и реле вентилятора. Если вывод О нагружен, установите антисипатор
нагрева термостата на максимальное значение и так же, как и антисипатор
охлаждения, соедините последовательно с нагрузкой вывода О,
обеспечивающей упреждающее срабатывание в нагревательном цикле.
(Ограничьте ток через термостат, предназначенный для нагрева нагрузок, до
величины 0,8 А для обеспечения хорошего функционирования.)
/Уч В источнике электропитания предусмотрена защита от перегрузок и
средства отключения (в случае необходимости).
Рис. 10.8. Принципиальная схема управляющих шин
низковольтного термостата (фирма Courtesy of Honeywell)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
252
Проверяя функционирование термостата, проконтролируйте
подключение проводов и убедитесь в том, что селектор
режимов и регулятор температуры находятся в правильном
положении.
Устанавливая термостат, выберите для него подходящее
положение, что поможет поддерживать нужную температуру в
нужной области. В случаях, когда требуется управлять
температурой какого-нибудь замкнутого пространства (такого как
холодильник, маленькая холодильная или морозильная
камера или какая-нибудь среда типа воды в системах водяного
охлаждения), необходимо устанавливать термостат в местах,
где возможна корректная оценка температуры и отсутствует
влияние посторонних источников тепла или холода.
Установка термостата в торговом холодильном оборудовании должна
производиться там, где оценка температуры термостатом
отражает ее значения во всей камере или витрине. При установке
термостата в условиях, когда регулируется состояние
некоторой среды, такой как вода, смонтируйте или внедрите в
систему термочувствительный баллон или его элемент управления
так, чтобы последний адекватно воспринимал температуру
среды. При проведении замены убедитесь, что вы используете
термостат подходящего типа и что он устанавливается
аналогично его вышедшему из строя предшественнику. Термостат
не следует монтировать в местах, где возможно влияние со
стороны какого-нибудь устройства.
Используемый в кондиционерах термостат должен
располагаться в кондиционируемом объеме на прочной
внутренней стене в том ее месте, где есть естественная циркуляция
воздуха и которое не подвержено какому-нибудь
искусственному нагреву или охлаждению от ламп, телевизоров,
бытовых электроприборов или горячих участков труб водяного
отопления. Термостат должен устанавливаться на высоте
около 5 футов от пола.
Поиск неисправностей
Поиск неисправностей в термостатах будет обычной
работой для монтажников и обслуживающих механиков в про-
253 ™5i£ ^
мышленности. Большинство производителей термостатов
предоставляют подробную методику их установки и
обслуживания. В процессе поиска неисправностей в термостатах
механик будет углубляться в три основные области:
калибровка, диагностика состояния и обслуживание.
Обычно суть жалоб заключается в том, что термостат не
включает и не выключает оборудование на нужной
температуре или температура не согласуется с показаниями его
термометра. Калибровка — это способ переустановки
термостата таким образом, чтобы температура на его шкале
более точно соответствовала температуре в здании. При
калибровке термостата точно следуйте рекомендациям
поставщика.
Причинами жалоб на термостат являются чрезмерные
колебания температуры, слишком короткие рабочие циклы,
непомерная продолжительность цикла с включенной топкой, не-
Гфавильная работа термостата на нагрев и охлаждение или
отсутствие функционирования вообще. Довольно часто при
избыточных перепадах температур и отклонениях в
продолжительности циклов корректная установка антисипатора
нагрева (если таковой в термостате имеется) устранит
возникшую проблему. Большинство сетевых термостатов не имеют
антисипаторов нагрева. Другие часто встречающиеся отказы
проявляются в том, что термостат не исполняет своего
предназначения или поврежден и подлежит замене.
Обслуживание термостатов включает в себя проверку
надежности крепления выводов, зачистку контактов (если это
возможно), проверку калибровки и удаление налета с
термочувствительного элемента.
10.3. МНОГОРЕЖИМНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ
Многорежимный термостат предназначен для
приведения в действие оборудования в различные периоды времени
с учетом его потребностей в этом. Многорежимные
термостаты имеют несколько контактов, которые размыкаются и
замыкаются в различное время в зависимости от состояния
кондиционируемой области.
w-fo РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 95 4
Промышленность, выпускающая средства нагрева,
охлаждения и кондиционирования, добилась успеха в различных
областях. Однако в последние годы возникли требования к
улучшению качества управления и повышению
эффективности современных устройств. Многорежимные термостаты были
разработаны для выполнения таких требований и находят
все более широкое применение благодаря своей
универсальности управления оборудованием.
Каскадные системы
Функционирование многих устройств нагрева и
охлаждения происходит в нескольких режимах, поскольку нагрузка на
них в некоторых зданиях колеблется весьма существенно.
Устройства нагрева и охлаждения, в которых при
проектировании заложена возможность работы на двух уровнях
производительности, называются каскадными системами. Они
созданы для работы на половину своей производительности или
менее до тех пор, пока задействованная часть оборудования
не перестанет справляться с потребностями здания в нагреве
или охлаждении. А потом, в случае необходимости, происходит
обращение к дополнительному оборудованию (или каскаду).
Каскадные системы дают много преимуществ вследствие
своего более эффективного функционирования. Например,
в нежаркий день тепловая нагрузка здания невелика и
полная производительность оборудования не требуется.
Следовательно, оборудование будет работать в половину своей
производительности. Если день очень жаркий и нужна полная
производительность системы, ею можно воспользоваться с
помощью многорежимного термостата. Каскадность дает
значительные преимущества при нагреве или охлаждении.
Функционирование и типы
Многорежимный термостат предназначен для
использования в системах с двумя режимами нагрева (охлаждения)
либо со всеми четырьмя режимами. Термостат работает на
255
ГЛАВА 10
разнице температур между режимами. Например, двухрежим-
ный термостат охлаждения сможет замкнуть одну
контактную группу при температуре 75°F, а другую — при
температурах от 76,5 до 78°F. Двухрежимный термостат нагрева
сможет замкнуть одну контактную группу при температуре 75°F,
а другую — при температурах от 73,5 до 72°F. Это
позволяет системе функционировать с частичной
производительностью до появления потребности в ее полном использовании.
Многорежимные термостаты могут изготовляться с
множеством конфигураций режимов. Обычными многорежимными
термостатами, используемыми в промышленности, являются
термостаты с одним режимом нагрева и двумя — охлаждения, с
двумя режимами нагрева и одним — охлаждения, или с двумя
режимами нагрева и двумя — охлаждения. Обратите
внимание на использование четырех ртутных баллонов, два из
которых установлены для коммутации уровней нагрева, а два
других — для коммутации уровней охлаждения. На рис. 10.9
приводится принципиальная схема такого термостата.
п.раключатал» режиме» у " fj пврвключатель ..нтшштор^
Действие ■■■■ Ч«пь замкнута
контактных шин а—% ц«пь разомкнута
Низковольтные соединения
-внут|
Рис. 10.9. Принципиальная схема термостата с двумя режимами
нагрева и двумя режимами охлаждения (фирма Courtesy of White-
Rodgers Division of Emerson Electric Company)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И...
256
Буквенные обозначения многорежимных термостатов
такие же, как и обычных термостатов, за исключением того, что
режимы нагрева или охлаждения должны обозначаться
цифрами 1 или 2, добавленными к основному обозначению.
Цифра 1 обозначает первый режим, а цифра 2 — второй режим.
Устанавливая многорежимный термостат, обращайте
внимание на обозначения и соединения управляющих элементов
для исключения неправильной работы системы.
Тепловой радиатор
Тепловой радиатор — это холодильная система,
которая греет и охлаждает, используя обращенный вариант
холодильного цикла для нагрева, а затем его обычный ход в
целях охлаждения. Большинство тепловых радиаторов
используют многорежимный термостат для приведения в действие
комплекта дополнительных нагревателей. В первом режиме
включается компрессор, во втором — дополнительные
нагреватели, когда устройства, занятые в первом режиме, не
справляются с нагрузкой. Рис. 10.10 — принципиальная схема
теплового насоса, иллюстрирующая два режима нагрева и то,
что в них задействуется.
Обозначения (к рисунку 10.10)
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного вентилятора
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
RVS: Соленоид обратного значения
С: Контактор
DFR: Реле оттаивания
RVR: Реле обратного значения
CR: Управляющее реле
НС1: Нагревательная спираль 1
НС1: Нагревательная спираль 2
OTS1: Наружный термостат 1
OTS1: Наружный термостат 2
257
ГЛАВА 10
SH1: Полосовой нагреватель 1
SH2: Полосовой нагреватель 2
IFR: Реле комнатного вентилятора
AS: Воздушный выключатель
Li
СОМР
не-
CFM
HI-
CR
не-
IFM
IFR
не-
-4^
RVR OFR RVS
Hh
Hh—еж—r"~
HC1 *"' HC1
Г^1
Lo-pe—РОД—I
OTS2
4t
-ЛЛЛг-
1H
HC2 SH2 HC2
Pi/c. /0. /Л Принципиальная схема теплового радиатора,
использующего термостат с двумя режимами нагрева и одним
режимом охлаждения
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
10.4. ВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОСТАТЫ
258
Временной термостат используется для регулировки
температуры в здании, позволяя потребителю смещать вверх или
вниз точку контроля температуры по меньшей мере один раз
в 24 часа. Наряду со средствами энергосбережения,
играющими большую роль в системах нагрева и
кондиционирования воздуха, временные термостаты применяются все чаще.
Они дают потребителю возможность понижения
температуры на определенный период времени.
Применения
Временные термостаты нашли широкое применение,
позволяя владельцу помещения повышать или понижать в нем
температуру по меньшей мере на один период в течение
суток. Временные термостаты следует применять в зданиях
для возможности возврата к нерегулируемой температуре.
Этот экономичный режим обычно вводится в промежуток
времени, который наименее значим для владельцев
помещений. В большинстве случаев температуру следует возвращать
к нерегулируемому уровню ночью, когда жильцы спят, и
автоматически устанавливать на требуемый уровень перед тем,
как им понадобится ее более высокое значение.
Большинство практических применений временного
термостата обычно связано с системами нагрева, хотя они в той
же мере пригодны для систем охлаждения. Существуют
много различных типов выпускаемых сегодня временных
термостатов и практически нет каких-либо ограничений на
выполняемые ими функции.
Сегодня используются несколько типов временных
термостатов. Имеются термостаты с однократным и многократными
экономичными циклами, которые характеризуются большим
разнообразием цен. Некоторым термостатам требуется источник
питания с напряжением 24 В, который должен быть установлен,
тогда как другие пользуются установленной в них батарейкой.
Твердотельный временной термостат имеет исполнение с
полностью программируемой температурой экономичных режимов.
259 ГЛАВА1° /Щ
Есть три основных типа временных термостатов.
Простейший из них имеет однократный экономичный цикл, что
позволяет изменяемой программе автоматически понижать и
повышать точку контроля температуры один раз за каждые 24
часа. Интервалы времени с максимальной и минимальной
нагрузкой должны использоваться только один раз в
течение длительного периода работы системы. Временной
термостат этого типа питается встроенным источником с
напряжением 24 В.
Программируемый временной термостат с
многократными экономичными циклами позволяет неоднократно
автоматически понизить и повысить контрольную точку
температуры в течение 24 часов. Термостат такого типа
программируется путем соответствующей установки его регуляторов.
Ручная блокировка программы позволяет исключить возврат к
нерегулируемой температуре. Имеющиеся в наличии
временные термостаты этого типа имеют собственный источник
питания в виде батарейки. Также доступны модификации этого
термостата с напряжением питания 24 В.
Наиболее сложной разновидностью временных
термостатов является их твердотельная модель. В твердотельном
временном термостате предусмотрен многократный
экономичный цикл с возможностью программирования на 5 или 7 дней,
позволяющей владельцам помещений исключить такие
циклы на время уик-энда. Термостат такого типа оснащается
цифровыми часами. Программировать такой термостат
удобно и просто.
Установка
Установка временных термостатов с точки зрения
обеспечения заданных температур практически совпадает с
установкой любого низковольтного термостата. Буквенные
обозначения практически совпадают с используемыми в
низковольтных термостатах. На рис 10.11 приводится схема
временного термостата, используемого в целях нагрева; на
рисунке термостат размещен над штриховой линией. На рис.
10.12 показан временной термостат нагрева и охлаждения с
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
260
субпанелью; штриховой линией выделен термостат. Во
временных термостатах, которым необходим внешний источник
питания с напряжением 24 В, должен предусматриваться
разъем для него или источника с тем же напряжением,
осуществляющего питание системы. Временным термостатам с
внутренней батарейкой не требуются шины дополнительного
питания.
Термостат Т282А
rvuuun
к источнику питания
часового механизма
Рас. 10.11. Принципиальная схема временного термостата
нагрева (Courtesy of Honeywell)
Примечания к схеме соединений термостата, приведенной
на рис. 10.12:
А
А
А
А
Обеспечьте защиту от перегрузок и средства
отключения (в случае необходимости)
Аварийная световая сигнализация (установлена на
заводе). См. вспомогательное оборудование для
добавляемой у потребителя аварийной световой
сигнализации
Выводы питания часового механизма. Подключайте
их только к трансформаторам АТ75А1036 или
АТ82А1024 и не используйте никаких иных
источников питания.
Используйте умеренно нагревающийся
трансформатор, в противном случае — заменяйте.
261
ГЛАВА 10
I I I "gPegg?? I нагрвм <
субпаимь 0611А
L<i?Qo-' J
sP Ф
I
T
♦Li (ног)- I
«-L2.
,
фильтрами
оллмсщиии
(если
■пользуется)
ЩИ—I
М.КТРОПИПНИ.Л трвнсМж^р
^ А
■ентммрюмиай
заслонки
Рис. 10.12. Схема соединений временного термостата
охлаждения-нагрева; штриховой линией очерчен термостат,
а в остальной части большого квадрата изображена
субпанель (Courtesy of Honeywell)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
10.5. МЕМБРАННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Мембранный выключатель — это устройство, которое
замыкает или размыкает свои контакты при определенном
значении давления, воздействующего на мембрану. Выключатель
высокого давления подключается к нагнетательной части
системы и воспринимает давление нагнетания. Выключатель
низкого давления подключается к всасывающей части системы и
воспринимает давление всасывания. Мембранные
выключатели могут применяться в качестве защитных устройств как
основные средства управления функционированием или
приведения в действие других частей системы.
Сегодня в промышленности применяются два типа
выключателей. Мембранный выключатель постоянного
давления используется многими производителями для исключения
отклонений от заданного давления срабатывания.
Регулируемые выключатели могут перестраиваться и отвечать любым
возможным специфическим потребностям. Практически они
используются для замены мембранных выключателей.
Мембранные выключатели могут также классифицироваться как
выключатели высокого и низкого давления. Эти
выключатели размыкаются или замыкаются в зависимости от
понижения или повышения давления. Мембранные выключатели
выпускаются в защитном корпусе или размещаются в панелях
управления, не оснащаясь отдельным корпусом. Выключатель
с двойным размыканием содержит выключатели как
высокого, так и низкого давления. Мембранные выключатели
широко применяются в промышленности.
Выключатели высокого давления
Выключатели высокого давления обычно используются
как защитные устройства, предохраняющие систему и
компрессор от чрезмерного давления нагнетания. Выключатель
высокого давления, используемый как защитное
управляющее устройство, должен размыкаться при повышении
давления и останавливать оборудование.
263 ™221!2 Щ
Настройка выключателя высокого давления должна
соответствовать типу применяемого в системе хладагента. В системе,
заправленной фреоном 12, она будет отличаться от настройки
этого же выключателя в системе с фреоном 22. На рис. 10.13
приведен перечень общепринятых установок выключателей
высокого давления для обычных хладагентов, применяемых
сегодня в промышленности. Выключатели высокого давления могут
также и замыкаться с повышением давления, приводя в действие
регулирующие давление нагнетания устройства.
Хладагент
12
500
22
Тип конденсатора
Воздушное охлаждение
Водяное охлаждение
Воздушное охлаждение
Водяное охлаждение
Воздушное охлаждение
Водяное охлаждение
Настройка
Давление
выключения
225
170
280
210
380
280
Давление
включения
145
90
200
130
300
200
Рис. 10.13. Таблица приблизительных настроек выключателя
высокого давления, используемого в качестве защитного
управляющего устройства
Выключатели низкого давления
Выключатели низкого давления используются как
защитные устройства, функциональные регуляторы и устройства для
приведения в действие каких-нибудь элементов с помощью
давления всасывания системы. Все выключатели низкого
давления подключаются к всасывающей стороне системы с
холодильным циклом. Непомерно низкое давление всасывания
способно повредить компрессор. Следовательно,
выключатели низкого давления используются во многих случаях как
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 964
защитные устройства, предотвращающие повреждение
системы в случаях, когда давление всасывания падает ниже
заранее установленного значения.
На рис. 10.14 приведен перечень общепринятых
установок выключателей низкого давления для различных типов
фреонов.
Хладагент
12
500
22
Настройка
Давление
выключения
15
22
38
Давление
включения
35
46
68
Рис. 10. 14. Таблица приблизительных настроек выключателя
низкого давления, используемого в качестве защитного
регулятора
Если выключатель низкого давления размыкается, то
размыкается и цепь управления, приводящая в действие
компрессор. Выключатели низкого давления могут также
применяться и как функциональные регуляторы за счет
соответствия значений давления определенным значениям
температуры. Следовательно, путем надлежащей настройки
выключателя низкого давления можно реализовать и
управление температурой. Ниже (рис. 10.15) приведен перечень
правильных установок выключателей для конкретных
случаев их применения.
SI
Области
Переносная хол. камера
Открытая витрина для
молочных продуктов
Открытая витрина
Закрытая витрина для
мясных продуктов
Открытая витрина для
мясных продуктов
Открытая витрина для
овощей
Холодильник-увлажнитель
для напитков
Холодильник (сухого типа)
для напитков
Цветочная корзина
Холодильник для продуктов
открытого типа
Холодильник для продуктов
закрытого типа
Переносная морозильная
камера (-10°F)
12
вкл.
32
35
36
35
30
40
30
35
45
6
10
12
выкл.
15
12
14
15
12
15
20
15
28
6
2
1
Хладагент
22
вкл.
60
64
66
65
55
80
58
65
80
16
22
32
выкл.
35
24
33
34
30
36
38
35
55
4
12
10
502 |
вкл.
72
75
78
78
65
90
68
76
85
25
30
25
выкл.
40
30
40
45
35
45
58
43
63
10
15
15
Предостережение: Данные носят приблизительный характер и должны
использоваться только в учебных целях. Они не должны приниматься во
внимание в конкретных случаях.
Рис. 10.15. Таблица приблизительных настроек выключателя
низкого давления, используемого в качестве функционального
регулятора.
W~"№ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 966
Обозначения и термины
Необходимо понимать многие термины для успешного
монтажа и настройки мембранных выключателей. Дифференциал
давлений мембранного выключателя есть разность между
давлениями его включения и выключения. Давление включения —
это такое давление в системе, которое замыкает выключатель.
Давление выключения — это давление, при котором
выключатель размыкается. Пределами управления считаются рабочие
пределы системы (например, пределы изменения давления), в
которых способен действовать выключатель. Эти термины
часто используются при настройке выключателя,
обеспечивающей правильную работу системы. Многие мембранные
выключатели могут настраиваться путем тщательного считывания
показаний с имеющейся на них круговой шкалы. Следует
проявлять аккуратность при замене или настройке выключателей.
Поиск неисправностей
Существует много проблем, с которыми обычно
сталкиваются при работе с мембранными выключателями. Контакты
мембранного выключателя часто вызывают затруднения из-
за точечной коррозии, износа, неисправностей
исполнительного механизма и заедания. Контакты подлежат проверке в
целях определения, замкнуты они или разомкнуты согласно
настройке выключателей.
Если обнаруживается целостность контактов, следует также
проверить их переходное сопротивление. Если сопротивление
превышает допустимые пределы или контакты оказываются
неисправными, выключатель подлежит замене. Если контактная
группа имеет конечное сопротивление, происходят потери
напряжения. Показание 2 или 3 Ом при измерении переходного
сопротивления контактной группы указывает на необходимость
замены выключателя или, по меньшей мере, на
целесообразность измерения падения напряжения на его контактах.
Места подключений мембранных выключателей могут
давать утечку и приводить к ошибочному управлению или к
267 ГЛЛВА'° ^
его отсутствию. Для проверки на утечку воспользуйтесь
одним из подходящих способов определения места выхода
фреона. Никогда не заменяйте мембранный выключатель
прежде, чем будут определены его правильное
расположение и назначение.
10.6. ПРОЧИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Гигростаты
В определенных случаях кондиционирования требуется
регулировка влажности. Гигростаты используются для
управления уровнем влажности в здании. В гигростатах
используется влагочувствительный элемент, воздействующий на
исполнительный механизм, который замыкает или размыкает
выключатель в зависимости от уровня влажности.
В определенных отраслях промышленности, связанных с
обработкой волокна и хлопка, влажность должна тщательно
регулироваться гигростатом, который управляет
очистителями воздуха, предотвращая появление дефектов в конечной
продукции. Регулировка влажности также целесообразна во
многих зданиях в зимнее время для создания области
повышенного комфорта путем увлажнения воздуха.
Масляные защитные выключатели
Масляные защитные средства необходимы в торговом и
промышленном оборудовании для обеспечения надлежащей
защиты компрессоров в случае падения давления масла. В
крупных компрессорах применяется система принудительной
смазки, в которой должно устанавливаться определенное
давление для обеспечения их правильной смазки.
Для правильного измерения масляного давления
компрессора следует вычесть давление всасывания из давления
масла. Тем самым определяется «чистое» избыточное давление
в масле, поскольку всасывание непосредственно
воздействует на картер. Таким образом, соединительные патрубки гид-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
268
равлического защитного выключателя должны подключаться
к выходному штуцеру компрессора и к области всасывания в
картере. Такая схема воздействия на гидравлический
защитный выключатель передаст избыточное давление
компрессора к коммутирующему устройству с помощью какого-нибудь
механического соединения, замыкающего и размыкающего
контакты в зависимости от настройки выключателя. На рис.
10.16 изображена принципиальная схема масляного
защитного выключателя.
2 +
■** чю
230
-Зм
Рис. 10.16. Гидравлический защитный выключатель (схема)
Масляный защитный выключатель разработан так, что
вносит определенную задержку времени, позволяющую
давлению масла подняться после запуска компрессора. При
включении компрессора питание подается и на
выключатель с выдержкой времени, входящий в защитный масляный
выключатель. Если в течение времени задержки давление
масла не достигнет определенного уровня, управляющие цепи
компрессора будут отключены. Однако если давление
масла поднимается до необходимого уровня, выключатель с
выдержкой времени исключается из цепи, и компрессор
продолжает функционировать. Выключатель с выдержкой
времени есть не что иное, как нагреватель, размыкающий
биметаллический контакт по истечении точно известного
интервала временной задержки.
Масляные защитные выключатели рассчитаны на
вспомогательный режим работы и в большинстве случаев должны
перезапускаться вручную. Масляные защитные устройства
необходимы в крупных дорогостоящих компрессорах для
предотвращения чрезмерных повреждений из-за
недостаточной смазки.
269 ГЛАВА1° m
Реле выдержки времени
Реле выдержки времени применяются в промышленности
для задержки запуска некоторых нагрузок на определенный
промежуток времени. В реле времени обычно используется
какой-нибудь нагревательный элемент, замыкающий
биметаллические контакты. Функция временной задержки вводится в
действие в течение промежутка времени, который требуется
нагревательному элементу для замыкания или размыкания
биметаллического устройства. Контакты реле обычно
рассчитываются на вспомогательный режим. Катушка или нагреватель
реле могут рассчитываться на напряжение 24, 100 или 230 В.
Реле времени могут применяться для предотвращения
одновременного включения двух больших нагрузок системы
или двух соединенных параллельно устройств путем
соединения контактов реле последовательно к нагрузке или к
управляемому элементу устройства. В некоторых устройствах
торгового и промышленного назначения применяются
двигатели с раздельными обмотками, в которых реле выдержки
времени используется для подачи питания на обмотки в
течение времени, которое может изменяться от 15 до 30 секунд
и более.
Таймеры
Таймеры — это устройства, которые размыкают или
замыкают контактные группы в установленное время
посредством механической связи между часовым механизмом и
контактами. Таймеры могут иметь однодневный или
семидневный рабочий цикл. Однодневный таймер функционирует с
периодичностью 24 часа независимо от дня недели.
Недельный сеанс работы семидневного таймера разбит на часовые
и суточные циклы.
Таймеры настраиваются путем прикрепления контактных
клипсов к шестерне или круговой шкале. На шестерне или
круговой шкале устанавливаются два клипса. По мере
вращения круговой шкалы первый клипс замыкает контакты в
w^j\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... о 70
момент времени, соответствующий его положению на шкале.
Другой клипс размыкает контакты в момент времени,
отвечающий его положению на шкале.
Таймеры используются для управления работой
оборудования или его части на временной основе. Одним из
распространенных применений таймеров является запуск и
остановка размораживающего цикла в холодильных установках.
Таймеры используются и для отключения системы во время
отсутствия жильцов и включения ее перед их прибытием, а
также в зданиях типа церквей, учреждений или
промышленных корпусов, которые открываются и закрываются в
определенное время. Таймеры могут эффективно применяться
для снижения расходов на эксплуатацию оборудования,
когда они нежелательны.
Соленоидные вентили
Соленоидные — это такие вентили, которые размыкаются
и замыкаются при подаче питания на электромагнитную
катушку или соленоид, втягивающие стальной сердечник в свое
магнитное поле. Соленоидные вентили останавливают или
возобновляют движение текущих сред, таких как вода, воздух
или хладагент. Клапаны могут иметь нормально
разомкнутые и нормально замкнутые контакты. Следует позаботиться
о выявлении положения контактов клапана при
отключенном питании.
Этим разделом охвачены только некоторые из
электрических управляющих устройств, хотя многие другие из них
применяются в промышленности для специальных целей.
Большинство отсутствующих здесь средств управления
могут изучаться путем рассмотрения реальных устройств и
чтения прилагаемых к ним инструкций поставщиков.
Обслуживающий персонал должен знать все основные
электрические комплектующие изделия и понимать их
функционирование для корректной диагностики возникших в них
неисправностей. Некоторые устройства достаточно сложны и
запутанны, но в большинстве случаев производители
оборудования помогают механикам в подробном изучении специ-
271 ГЛЛВА,° 1Щ
альных устройств с помощью собственной литературы или
курсов для обслуживающего персонала.
Краткие выводы
В этой главе мы обсудили несколько различных типов
устройств управления и среди них — термостаты,
мембранные выключатели и трансформаторы.
Термостаты предназначены для размыкания и замыкания
групп электрических контактов. Они используются для
управления температурой в здании или в средах (таких как
жидкость или газ). Существуют два типа термостатов,
применяемых сегодня в промышленности. Термостат с дистанционным
термочувствительным баллоном используется для
управления состоянием любых сред и обычно применяется в
промышленном и торговом оборудовании. Биметаллический
термостат используется повсеместно в быту и во многих
случаях, когда в производствах и торговых объектах регулируется
температура воздуха. Термостаты могут быть сетевого или
низковольтного типа. Сетевые термостаты используются для
подключения и отключения напряжения, приложенного к
входящей в систему нагрузке. Низковольтные термостаты часто
используются как коммутирующее устройство, управляющее
низковольтными нагрузками.
Термостат нагрева без антисипатора нагрева допустит
большое колебание температур в контролируемом объеме. Анти-
сипаторы нагрева, будучи установленными в нагревающий
термостат, обеспечат небольшой дифференциал температур.
Они подключаются последовательно с контактами
термостата и устанавливаются для коррекции управления топкой. Ан-
тисипаторы охлаждения подключаются параллельно
оборудованию и действуют во время его отключения. Они
«предвидят» потребности системы в более быстром включении из-
за наличия в ней системной задержки. Термостаты играют
важную роль в промышленности, поскольку их функцией
является управление температурой.
Многорежимные термостаты используются для
обеспечения возможностей управления двумя режимами нагрева и
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
охлаждения с помощью набора дифференциалов.
Многорежимный характер работы оборудования повышает комфорт
и обеспечивает более эффективную работу оборудования.
Многорежимность используется исключительно в
оборудовании промышленного и торгового назначения.
Временные термостаты используются для управления
температурой в здании. Они предоставляют потребителю
возможность понижать или повышать контрольную точку
температуры по крайней мере на один период в течение суток.
Временной термостат предоставляет владельцу гибкую
возможность возврата к нерегулируемой температуре в его доме
в то время, когда семья, например, спит или отсутствует.
Мембранные выключатели — широко применяющиеся в
промышленности устройства. Они часто используются для
управления входящими в систему нагрузками. Мембранные
выключатели предназначены для замыкания или
размыкания контактов при подъеме или падении давления в
зависимости от области их применения.
Выключатели низкого давления часто используются в
промышленности в целях защиты холодильного оборудования
от непомерно низкого давления всасывания, для приведения
в действие систем или их составных частей и для работы в
качестве защитных устройств.
Выключатели высокого давления применяются как
защитные устройства, предохраняющие систему с холодильным
циклом от избыточного давления, или для приведения в
действие устройств регулировки нагнетаемого давления.
Высокое давление нагнетания может повредить компрессор,
дозирующие устройства и нагнетательную линию компрессора.
Выключатели высокого давления могут также
использоваться для управления нагрузками, предназначенными для
запуска от давления нагнетания. Следует обращать особое
внимание на тип системы и хладагента при проверке положения
регуляторов выключателя.
Трансформаторы понижают или повышают подаваемое
напряжение до необходимого значения с помощью
электромагнитной индукции. Паспортные данные трансформатора
включают первичное напряжение и частоту, вторичное
напряжение и нагрузочную способность. Нагрузочная способность
273 глава ю
исчисляется в вольтамперах, то есть в виде произведения
поступающего в нагрузки управляющей цепи тока на
напряжение. Чем больше низковольтных нагрузок в управляющей
цепи, тем более крупный трансформатор должен в ней
использоваться.
Вопросы
1. Для чего предназначен термостат?
2. Два основных типа термостатов — это
3. В чем состоит отличие в работе термостата нагрева и
термостата охлаждения?
4. Управляющий элемент термостата — это та его часть, которая
5. Объясните работу термостата с дистанционным
термочувствительным баллоном.
6. Справедливо ли следующее утверждение: биметаллический
элемент — это соединение двух металлических пластин, сваренных
друг с другом?
7. Почему в контактах термостата должен реализовываться
механизм щелчка?
8. Назовите два широко используемых способа реализации в
термостатах щелчкового действия контактов.
9. Справедливо ли следующее утверждение: сетевой термостат
понижает сетевое напряжение, подаваемое на нагрузку?
10. Низковольтный термостат применяется в .
11. Отличие между сетевым и низковольтным термостатом состоит
в
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
274
12. Для чего в термостатах используется маркировка в виде
буквенных обозначений R, Y1, Y2, W1, W2 и G?
13. Для чего предназначен антисипатор нагрева?
14. Какова правильная процедура проверки термостата?
15. Опишите, что подразумевается под системной задержкой и
последействием.
16. Для чего нужна каскадность оборудования нагрева и
охлаждения?
17. Почему двухрежимные термостаты нагрева используются в
тепловых насосах?
18. Для чего предназначен выключатель низкого давления?
19. Для чего предназначен выключатель высокого давления?
20. Каким образом может выключатель низкого давления
использоваться как средство управления функционированием систем
с холодильным циклом?
21. Дайте определение следующих терминов: давление включения,
давление отключения, пределы управления, дифференциал.
22. Для чего предназначен трансформатор и как он работает?
23. Справедливо ли следующее утверждение: понижающий
трансформатор используется для повышения напряжения?
24. Какова правильная последовательность действий при проверке
трансформаторов?
25. Нагрузочная способность трансформаторов измеряется в .
26. Какие меры предосторожности следует принять при замене
трансформаторов?
27. Для чего предназначен гигростат?
28. На значениях каких давлений основано функционирование
масляных управляющих устройств защиты в системах с
холодильным циклом?
29. Реле выдержки времени используются в системах нагрева,
охлаждения и в холодильных установках для .
30. Приведите несколько аргументов в пользу применения
таймеров при производстве устройств нагрева и охлаждения.
31. Почему для обслуживающего персонала важно понимать
функционирование любых электрических компонентов
системы.
32. Для чего предназначены временные термостаты?
33. Что такое временной термостат с многочисленными
экономичными циклами?
275 ™22H2 Щ
34. Каким образом осуществляется питание часового механизма
временного термостата?
35. Объясните отличие между временными термостатами с
однократным и многократным экономичными циклами.
36. Каков заведенный порядок обслуживания термостата,
управляющего нагревом и охлаждением в быту?
37. Что такое калибровка термостата?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и активного обращения с
изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторным работам №8 «Трансформаторы», №10 «Термостаты»
и №11 «Мембранные выключатели».
ГЛАВА 11
ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
УПРАВЛЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В большинстве случаев поиск неисправностей в системах
вызывает специфические проблемы, с которыми приходится
сталкиваться потребителю. Большинство проблем в
системах возникают из одного источника — работающие
неправильно или вышедшие из строя электрические элементы. В
обязанность обслуживающего механика входит выявление
неправильно работающего элемента, его замена или ремонт.
Подчас бывает трудно установить истинную причину отказов
во всей системе, однако задача станет относительно
простой, как только проблема ограничится одним или
несколькими элементами. В этой главе мы обсудим поиск
неисправностей в большинстве основных электрических управляющих
элементов.
Первым шагом в поиске неисправностей в каком-нибудь
элементе является понимание его функционирования и
назначения. Если функционирование электрического элемента
не понято, то невозможна его эффективная проверка.
Электроизмерительные приборы обычно требуются для
диагностики элементов. Следовательно, для обслуживающих
механиков настоятельно важно понимание возможностей
применения электроизмерительных приборов. Обслуживающий
персонал должен также знать правильные методики проверки
277 ™2il! |Q^
электрических элементов и уметь корректно
диагностировать их состояние. В следующих разделах мы обсудим
некоторые правила, которыми следует пользоваться при
проверке электрических элементов и диагностике их отказов в
современных системах нагрева, охлаждения и
кондиционирования.
11.1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Электродвигатели являются наиболее важными
нагрузками в любой системе нагрева, охлаждения и
кондиционирования. Они используются почти исключительно для
приведения во вращение вентиляторов, компрессоров, помп и
вентиляционных заслонок. В промышленности используются
различные типы электродвигателей. Тем не менее тип
используемого двигателя не будет влиять на диагностику его
состояния, хотя и существенно повлияет на выбор двигателя для
замены, если таковая потребуется.
Электродвигатели открытого типа обычно повреждаются
в трех местах — обмотки, центробежный выключатель и
подшипники. Обмотки должны проверяться на обрыв, короткие
замыкания и замыкания на корпус. Одним из важных
элементов диагностики обмоток электродвигателей является
знание его типа, проливающее свет на расположение
обмоток. Состояние центробежного выключателя может
наилучшим образом определяться путем визуального осмотра
разобранного двигателя; функциональные характеристики также
могут много рассказать о состоянии и работе
центробежного выключателя. Подшипники, как правило, проверяются
путем ручного вращения вала двигателя, выявляющего наличие
затруднений и мест заедания во вращательном движении.
Единственной частью загерметизированного двигателя (к
примеру, герметичного компрессора), которая может
проверяться, являются его обмотки, поскольку такие двигатели не
содержат никаких внешних частей, кроме подшипников. Как и
в любом другом двигателе обмотки могут проверяться на
обрыв, короткое замыкание или замыкание на корпус.
Диагностика отказов подшипников в герметичных двигателях часто
w-to РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 9 78
затруднена из-за невыполнимости наглядного и
осязательного восприятия вращательного движения. Неисправность
подшипников герметичных двигателей может выявляться путем
измерения тока через двигатель наряду с анализом его рабочих
характеристик. Тем не менее несколько особых типов
пускового оборудования не нуждаются в проверке. Важно, чтобы
обслуживающий механик умел диагностировать состояние
многих типов пусковых реле и пусковых устройств, используемых
в промышленности. Эти пусковые элементы были
рассмотрены в главе 8.
Операция замены двигателя достаточно важна для
механика на практике. Во многих случаях замена на
совершенно аналогичный двигатель невозможна, и механик
должен приспосабливать различные двигатели для выполнения
требований инструкций по их применению. Двигатель для
замены может иногда определяться по
идентификационному номеру производителя или по номеру типа устройства,
хотя во многих случаях устанавливается рассмотрением
самого двигателя и находящейся на нем фирменной
таблички. Механик должен располагать достаточным объемом
информации при выборе двигателя для замены вышедшего из
строя. Много неизвестных данных, таких как тип двигателя,
скорость вращения, количество скоростей и мощность в
лошадиных силах, должны определяться механиком при
удалении вышедшего из строя двигателя из устройства.
Механик должен быть уверен в том, что выбранный для замены
двигатель будет работать правильно в условиях его
будущей эксплуатации.
Поиск неисправностей в двигателях был подробно
рассмотрен в главе 7.
11.2. КОНТАКТОРЫ И РЕЛЕ
Контакторы и реле используются в большинстве систем
нагрева, охлаждения и кондиционирования для приведения в
действие входящих в них нагрузок. Контакторы и реле
похожи в работе, поскольку каждый из них содержит контактные
группы и катушку, используемую для размыкания и замыка-
279 ГЛАВА" Д|
ния контактов. Контакторы крупнее и способны
выдерживать больший ток, чем реле.
Одни и те же приемы могут применяться для проверки как
контакторов, так и реле. Существуют три области появления
отказов, встречаемых в контакторах и реле: контакты, катушка
и исполнительный механизм. Каждая из этих трех областей
может стать причиной неисправной работы контактора.
Контакты
При включении контактные группы контакторов и реле
должны образовывать хороший электрический контакт,
чтобы коммутируемые ими устройства могли функционировать
правильно. Одна часто встречающаяся в контакторах и реле
проблема состоит в неспособности их коммутирующих
элементов сформировать надежный контакт. Контактные
группы могут выгорать, разъедаться коррозией или залипать.
Контактные группы со следами выгорания и коррозии могут
вызвать падение напряжения в контактах.
Существует несколько способов проверки контактных групп,
чтобы установить, выгорели ли контакты или покрылись
коррозией в достаточной мере, чтобы оправдать замену
устройства. Простейший способ состоит в проведении визуального
осмотра. Большинство контакторов имеют съемные крышки,
что делает возможным простой визуальный осмотр.
Большинство реле запаиваются, и их визуальный осмотр
становится невозможен.
Измерение переходного сопротивления также может
установить состояние контактных групп. Устройство следует
подключать к источнику питания при проверке нормально
разомкнутых контактов. Нормально замкнутые контакты
должны проверяться при отключенном от устройства
питании. Если сопротивление превышает 1 Ом, контакты следует
считать неисправными.
Измерение напряжения также может установить состояние
контактных групп. При проведении измерения напряжения
контактор или реле должны подключаться к источнику
питания. Для контроля падения напряжения в контактах измерьте
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
280
напряжение между различными сторонами контакта (рис. 11.1).
Измерения покажут, какое напряжение «теряется» в
контактах. Нагрузка должна подключаться к источнику питания при
проведении подобных измерений напряжения. Если потери
превышают 5% напряжения в шине питания, контакты
неисправны, а контактор или реле подлежат замене.
--110В
■0"
\]
Ср
to
Рис. 1 /. /. Проверка падения напряжения в контактной группе.
В контактах теряется 10 В переменного напряжения
Совмещение контактов также способно стать причиной
отказа реле или контактора. Контакты должны замыкаться
друг с другом точно по линии. Основной причиной плохого
совмещения контактов является неисправность
исполнительного механизма. Если контакты не совмещаются, контактор
или реле должны ремонтироваться или заменяться.
Катушка
Катушка контактора или реле используется для
замыкания контактов путем создания магнитного поля,
втягивающего сердечник в катушку. Если катушка реле неисправна,
контакты устройства не смогут замкнуться. Катушка реле или
контактора должна проверяться на обрыв, короткое
замыкание или наличие конечного сопротивления. Если катушка
замкнута накоротко, ее сопротивление составит 0 Ом. Такая
катушка подлежит замене. Измерения сопротивления катушки
с обрывом дадут бесконечность. Такая катушка также подле-
281 ГЛАВА" Ц|
жит замене. Наличие измеримого сопротивления указывает
на исправное состояние катушки. Практически любое
измеримое сопротивление свидетельствует об исправном
состоянии катушек из-за различий значений их рабочих
напряжений. Короткозамкнутая катушка контактора вызовет
перегорание трансформатора, и обслуживающему механику
следует проявлять осмотрительность для того, чтобы не позволить
этому случиться.
Исполнительный механизм
Исполнительный механизм контактора или реле способен
вызвать самые разнообразные отказы, например, залипание
контактов, контакты не смогут замкнуться из-за чрезмерного
трения, не обеспечивается хороший электрический контакт,
несовмещение контактов. Наилучшим способом выявления
неисправностей исполнительного механизма является
визуальный осмотр. В контакторах и некоторых реле он может
выполняться путем их демонтажа и простого осмотра.
Однако большинство реле запаиваются, и их осмотр невозможен.
Запаянное реле должно проверяться путем выяснения,
происходит ли размыкание и замыкание контактов при
подключении и отключении питания к его катушке.
Отказы исполнительного механизма могут вызывать
залипание контактора или реле в замкнутом или разомкнутом
положении или быть причиной несовмещения их контактов.
Если контактор или ремонтопригодное реле имеют
неисправности исполнительного механизма, они подлежат замене (если
они не могут быть легко отремонтированы). Залипание
якоря может вызвать перегорание катушек реле, контактора или
обмоток трансформатора.
11.3. ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Большинство основных нагрузок, используемых в
оборудовании нагрева, охлаждения и кондиционирования имеют
некоторые средства защиты от перегрузок. Защитные устройства
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.
282
часто упускаются из виду, а возникшую проблему относят к
системе, хотя и сама она может быть неисправной.
Неисправное защитное устройство может приводить к
незащищенному функционированию оборудования или к его остановке.
Высокая стоимость основных нагрузок в системе делает
необходимым обеспечение их защиты.
Предохранители
Предохранитель является наиболее легким для проверки
защитным устройством из-за своей простоты. В большинстве
случаев предохранитель может легко проверяться с
помощью омметра. Если выявляется сопротивление 0 Ом,
предохранитель исправен. Отсутствие электропроводности
указывает на неисправный предохранитель.
В редких случаях предохранитель будет не совсем
проводящим или разомкнутым, а частично перегоревшим. В этом случае
предохранитель покажет сопротивление 0 Ом, но не пропустит
достаточный для работы нагрузки ток. Измерение падения
напряжения в каждом предохранителе при подключении питания
к нагрузкам укажет частично перегоревший предохранитель.
Измерение напряжения производится путем параллельного
подключения клемм вольтметра к выводам предохранителя (рис.
11.2). Если прибор показывает сетевое напряжение,
предохранитель неисправен и подлежит замене. Если напряжение равно
О, предохранитель исправен. Последний способ проверки
предохранителей не всегда точен в трехфазных цепях.
Рис. 11.2. Измерение напряжения на неисправном предохранителе
283 ГЛАВА" |J^
Автоматические выключатели
Автоматический выключатель — другой тип защитного
устройства, используемый некоторыми производителями
оборудования, в том числе во многих электрических щитах,
широко применяемых сегодня в промышленности.
Автоматический выключатель — это устройство, которое
выключается или размыкается при перегрузках и требует ручного
перезапуска. Автоматический выключатель проверяется путем
измерения напряжения на его нагрузочной шине. Если
измерения дают значение сетевого напряжения, выключатель,
скорее всего, исправен.
Автоматический выключатель также может вызывать
отказы, если будет размыкаться при токах менее номинального
(амперметр с измерительными клещами используется для
измерения тока через автоматический выключатель). Если
подобное происходит, замените выключатель. Автоматический
выключатель может также вызывать досадные отключения в
случае неспособности выдерживать свой номинальный ток.
Сетевые защитные устройства
Монтируемые на устройство-нагрузку сетевые защитные
устройства — простейший для проверки тип таких устройств.
Они используются в небольших герметичных компрессорах и
двигателях и подключаются непосредственно к сети.
Сетевые защитные устройства могут быть разомкнутыми,
постоянно замкнутыми или разомкнутыми до очередного
перезапуска при токах менее максимального значения. Сетевые
защитные устройства имеют только два или три вывода для
проведения измерений. Подключенный к его выводам
омметр покажет, замкнут выключатель или разомкнут.
Следует позаботиться о том, чтобы не признать негодным
защитное устройство, когда на самом деле оно разомкнуто из-
за отказа контролируемой им нагрузки. Если сетевое защитное
устройство изношено, измерьте ток и выясните, какое его
значение приводит к размыканию устройства. Если вызывающий
отключение ток ниже номинального, замените устройство.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Вспомогательные защитные устройства
Вспомогательные защитные устройства имеют контактные
группы, которые размыкаются при возникновении
перегрузок в защищаемой ими шине сетевого напряжения. Эти
устройства устанавливаются так, что сетевое напряжение
проходит через них и подается на нагрузку. Сетевая шина
вспомогательных защитных устройств может коммутироваться под
воздействием тепла, определенной силы тока или магнитного
поля — сегодня все три физических принципа широко
используются в промышленности. Поскольку устройства этого
типа сложны, их труднее проверять, чем рассмотренные
ранее аналоги. Должны проверяться контакты
вспомогательного режима и элемент, контролирующий сетевое
напряжение. Контакты и вспомогательное устройство легко
проверяются с помощью вольтметра. Контакты
вспомогательного режима обычно легко отличаются от элементов сетевой
шины устройства по их малым размерам на фоне крупных
размеров мест подключения сетевого напряжения.
Контакты будут либо разомкнутыми, либо замкнутыми. Если
контакты разомкнуты, устройство неисправно (или в цепи
имеется перегрузка). Если контакты замкнуты, устройство
пригодно для использования.
Шина с сетевым напряжением показывает перегрузку
несколькими способами — теплом, током или магнитным
полем. Все три физических принципа определяют значение тока,
хотя и используют различные устройства для выявления
перегрузки. Тепловое вспомогательное защитное устройство
фактически преобразует ток в тепло. Защитное устройство
по току конструктивно похоже на магнитное устройство
защиты. Вспомогательное защитное устройство по току
использует значение тока через катушку в качестве признака
перегрузки и размыкает соответствующие контакты. Магнитное
защитное устройство использует напряженность магнитного
поля для размыкания и замыкания контактов
вспомогательного режима.
Магнитное защитное устройство дает определенную
свойственную им временную задержку, связанную с их построе-
285 ГЛАВА" m
нием. Для проверки термоэлемента теплового защитного
устройства измерьте его сопротивление. Если
сопротивление превышает 0 Ом, элемент неисправен и защитное
устройство следует заменить. Магнитные и токовые
вспомогательные защитные устройства могут проверяться в
аналогичном порядке. Тем не менее в магнитных защитных
устройствах и в защитных устройствах по току используются
катушки, которые крупнее термоэлемента в тепловом
устройстве. Катушка подключается последовательно к
нагрузке и, следовательно, реагирует на проходящий по ней ток.
Катушка в защитных устройствах магнитного или токового
типа может легко проверяться с помощью вольтметра.
Сопротивление катушки должно составлять 0 Ом, поскольку
она является частью цепи, ведущей к нагрузке. Защитное
устройство подлежит замене, если в катушке
обнаруживается какое-нибудь сопротивление.
Встроенные защитные устройства
Другим типом средств защиты являются внутрикорпусные
защитные устройства, используемые в герметичных
компрессорах. Защитные устройства этого типа фактически
вмонтированы в обмотки двигателя герметичного компрессора, что
ускоряет их реакцию на перегрузки.
В одном из первых встроенных защитных устройств
использовались отдельные выводы, протянутые из внутренней
части компрессора к внешней стороне его
распределительной коробки. Встроенные защитные устройства этого типа
могут легко и просто проверяться омметром, позволяющим
установить, замкнуты они или разомкнуты. Эти устройства
монтируются на обмотках, но не образуют электрического
контакта с ними.
Используемые в настоящее время встроенные защитные
устройства трудно проверять из-за отсутствия внешних
выводов. Они подключаются последовательно с общим выводом
компрессорного двигателя. Защитные устройства этого типа
должны проверяться как составная часть двигательных
обмоток, что делает крайне затруднительной диагностику их по-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
286
вреждении. Единственный путь проверки защитных устройств
этого типа — это воспользоваться омметром точно так же,
как и при проверке двигателя. Если налицо разомкнутое
состояние, оно может объясняться состоянием обмоток или
защитных устройств. Обслуживающему персоналу никогда не
следует признавать негодным временно перегруженный
герметичный компрессор. Компрессору нужно дать достаточно
времени, чтобы он остыл.
Многие полугерметичные компрессоры имеют
встроенные термостаты, монтируемые на обмотках его двигателя.
Термостат имеет отдельные подключения к выводам
компрессора. Внутрикорпусной термостаГ может легко
проверяться с помощью омметра. Если прибор покажет какое-
нибудь сопротивление, устройство неисправно и подлежит
замене.
Электронные защитные устройства все в большей и
большей мере используются в промышленности для защиты
крупных компрессоров. В электронных защитных устройствах
используются датчики с определенным сопротивлением,
которые размещаются в обмотках двигателя. Сопротивление
этих датчиков изменяется вместе с температурой обмоток.
При этом чем выше температура двигательных обмоток, тем
выше сопротивление датчиков. Датчики подключаются к
электронному модулю, усиливающему воздействие от
изменения их сопротивлений. Если модуль «чувствует»
состояние перегрузки через сопротивления датчиков, тогда
его управляющие контакты размыкаются и останавливают
компрессор. Более подробные разъяснения по
электронным защитным устройствам даны в главе 14.
В электронных защитных устройствах легко искать
неисправности, поскольку большинство производителей
предоставляют подробные таблицы сопротивлений датчиков
при определенных температурах. От механика только
требуется измерить сопротивление датчика для определения
того, возникло ли состояние перегрузки. Если состояние
перегрузки существует, контакты вспомогательного
режима должны разомкнуться; но если двигательные обмотки
имеют нормальную температуру, контакты вспомогательного
режима должны замкнуться.
287
ГЛАВА 11
Щ
11.4. ТЕРМОСТАТЫ
Некоторые типы термостатов используются в большей части
оборудования нагрева, охлаждения и кондиционирования.
Следовательно, необходимо знать, как правильно диагностировать
его состояние. Существуют два основных типа термостатов,
используемых сегодня в промышленности — сетевой и
низковольтный. Сетевой термостат используется для подачи и
отключения сетевого напряжения от нагрузки. Его единственной
функцией является размыкание и замыкание контактных групп при
повышении и понижении температуры. Следовательно, сетевой
термостат, как правило, проще низковольтного, поскольку в
сравнении с ним не имеет такого количества функций.
Низковольтный термостат применяется при напряжениях менее 110 В,
обычно для приведения в действие низковольтных термостатов
используется напряжение 24 В. Низковольтный термостат может
выполнять многие функции. Он может останавливать и
запускать двигатель вентилятора, приводить двигатель вентилятора в
действие независимо от других частей системы и выполнять
многие другие действия, иногда необходимые в системах
управления. Сетевой термостат не столь точен, как
низковольтный термостат, что объясняется более крупным размером его
контактов, который необходим, чтобы выдержать более
высокое напряжение. Низковольтный термостат обычно
используется в бытовых системах управления нагревом и охлаждением
и во многих системах торгового и промышленного
назначения. Сетевой термостат используется в оконных
кондиционерах, в торговом и промышленном оборудовании,
предназначенном для нагрева, охлаждения и кондиционирования.
Сетевой термостат
В сетевом термостате легко искать неисправности, поскольку
он прост. Большинство сетевых термостатов имеют два, три или
четыре вывода. Наиболее важный элемент проверки сетевого
термостата — это получение гарантий того, что его контакты
замыкаются в нужном диапазоне температур. Как только темпе-
w-^v РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 9 QQ
ратура достигает этого диапазона, термостат должен замкнуться
или разомкнуться, что может проверяться омметром. Или на
оборудовании можно измерить значение управляющего
напряжения. Перед проверкой с помощью омметра от термостата
следует отсоединить провода. Омметр должен показать 0 Ом при
замкнутом термостате и бесконечность — при разомкнутом.
Обслуживающий механик должен определить нужные для
проверки термостата выводы. Необходимая информация может
быть получена из принципиальной схемы устройства. Во
многих случаях отключение проводов от термостата связано с
затруднениями, поэтому необходимо измерять напряжение
(рис. 11.3). Когда на контактах термостата имеется напряжение,
он разомкнут. При отсутствии напряжения термостат замкнут.
Для измерений напряжения устройство должно включаться в
сеть, а его выключатели — находиться в рабочем положении.
«
<
f\
_ 110 В
'Г-О
дшгатм»
dp
юЬ |
Рис. 11.3. Проверка напряжения в разомкнутом термостате
Низковольтный термостат
В низковольтном термостате сложнее искать неисправности,
чем в сетевом термостате, поскольку он многофункционален.
Низковольтный термостат приводит в действие процессы
нагрева и охлаждения системы, двигатели вентиляторов
совместно с циклами нагрева и охлаждения или независимо от них,
достаточно часто управляет двухкаскадными системами,
приводит в действие двигатели привода заслонок и обеспечивает
вспомогательные функции в системах с газовым нагревом.
В процессе поиска неисправностей в системе
низковольтный термостат и его плата могут стать их причиной. Они
289 ГЛАВА" Щ
проверяются с помощью омметра, в местах соединений
проводов термостата с другими проводами или там, где они
подключаются к оборудованию. Обслуживающему механику
достаточно редко требуется демонтировать термостат и окружать
его паутиной проводов для проверки его состояния.
Проверку низковольтного термостата можно также проводить путем
измерения приложенного к оборудованию напряжения,
позволяющего убедиться в том, что термостат исправен.
Низковольтный термостат и плата — это только часть системы
управления, питаемой низким напряжением. Термостат подает
напряжение на оборудование, приводя его в действие для
воспроизведения заданных на нем климатических условий.
Представленная на рис. 11.4. таблица может
использоваться в процессе поиска неисправностей в термостатах.
11.5. МЕМБРАННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Мембранные выключатели используются в устройствах
нагрева, охлаждения и кондиционирования для запуска и
остановки некоторых электрических нагрузок в случаях
возникновения критического давления. Кроме того, они
используются как защитные стройства и функциональные
регуляторы. Используемый как защитное устройство выключатель
остановит электрические насосы, когда давление в системе
достигнет небезопасного уровня. Защитное устройство в виде
мембранного выключателя может использоваться для
защиты системы с холодильным циклом от непомерных значений
давлений нагнетания и всасывания. Он может применяться в
газовых нагревательных системах для защиты оборудования
от слишком низкого или высокого давления газа, а также
для защиты оборудования, создающего принудительную
циркуляцию, от низкого давления воздуха.
Функциональный регулятор в виде мембранного
выключателя используется для приведения в действие отдельных
нагрузок системы. Наиболее часто такие регуляторы
используются в торговом холодильном оборудовании для
управления температурой в холодильных и морозильных камерах.
Некоторые мембранные выключатели также используются для
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
приведения в действие ненагруженных устройств крупных
компрессоров, двигателей конденсаторных вентиляторов,
управления давлением нагнетания в системах с холодильным
циклом и для управления насосами и устройствами
принудительной циркуляции в конденсаторах с водяным охлаждением.
ТС замкнут перемычкой, система не работает
•
ТС замкнут перемычкой, система работает
•
•
•
О
Температура в комнате ниже установленной на
термостате; слишком холодно
•
•
•
•
О
Температуре в комнате не достигает
установленной на термостате; слишком жарко
•
•
•
•
•
•
•
Слишком часто повторяются рабочие циклы
системы
•
Слишком редко повторяются рабочие 1
циклы системы |
•
•
•
Непомерные колебания комнатной
температуры
•
•
Примечание: ТС означает
комнатный термостат
ТС исправен; ищите в другом месте
Разъем термостата не подключен; соскочил
Циркулирующий воздух не доходит до ТС |
В ТС не установлена температура
переключения режимов работы (в ТС с
переключателями в виде ртутных баллонов!
Неправильная калибровка TC
ТС подвержен воздействию солнца,
источников тепла
Засорены контакты термостата
TC настроен на слишком высокую
температуру
ТС настроен на слишком низкую
температуру
|ТС поврежден
|ТС расположен в месте скопления
холодного воздуха
| Обрыв в цепях ТС
[Система неправильно настроена
Рис. 11.4. Таблица поиска неисправностей в термостатах
Наиболее важным при проверке мембранного
выключателя является понимание его назначения в устройстве.
Обслуживающему механику следует также установить, должен
быть замкнут выключатель или разомкнут в данных
условиях. Как только будет выяснено назначение выключателя и
его коммутационное положение (замкнут-разомкнут), проверка
последнего не вызовет затруднений. Для выяснения этого
положения следует провести измерения сопротивления или
напряжения на контактах выключателя.
При поиске неисправностей в выключателях возможны
ситуации, когда неисправен сам выключатель или устройство,
в котором он используется. На рис. 11.5а изображен
мембранный выключатель в управляющей цепи, неисправность
которой состоит в размыкании при более высоком давлении,
чем то, на которое он рассчитан. На рис. 11.56 изображен
правильно работающий выключатель, размыкающийся при
определенном давлении всасывания.
Установлено давление срабатывания 20 фунтов на кв. дюйм
а) неисправный мембранный б) правильно работающий
выключатель мембранный выключатель
Рис. 11.5. Функционирование мембранного выключателя
Мембранный выключатель может заклинивать в
замкнутом или разомкнутом положении, срабатывать при
неправильном давлении; в нем возможны чисто механические
проблемы, связанные с ним самим. Если выключатель заклинил в
одном из положений, давление в системе более не способно
влиять на его изменение. Обслуживающему механику не
составит труда выявить неисправный выключатель, заклинивший
в одном из положений и не позволяющий нагрузке работать
^r\ ремонт холодильников, кондиционеров и... «до
так, как следует. Механик должен убедиться в том, что
выключатель не заклинил в положении, способном повредить
нагрузку. Если мембранный выключатель не размыкается или
не замыкается при нужном давлении, его необходимо
отрегулировать или заменить.
Бывают случаи, когда мембранный выключатель произвел
очень много коммутаций и износился. Другие отказы
механического характера включают поломку пружины, течь,
коррозию или поломку механических элементов. При любых
неблагоприятных обстоятельствах в исполнительном механизме
мембранного выключателя обычно требуется замена последнего.
Большинство случаев, когда мембранный выключатель
разомкнут, объясняются неправильной работой системы. Но
иногда бывает, что и сам выключатель неисправен.
Обслуживающий механик должен установить, какой из двух случаев
произошел на самом деле. Мембранный выключатель,
используемый как функциональный регулятор, приходится часто
настраивать, но редко — заменять. Проверка мембранных
выключателей производится по одной и той же методике, не
зависящей от выполняемых ими функций.
11.6. ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформаторы — это устройства, которые используют
электромагнитную индукцию для повышения или понижения
входного напряжения до более удобного уровня.
Некоторые типы трансформаторов используются для повышения или
понижения напряжения, подаваемого на устройства
кондиционирования воздуха. Стабилизирующий трансформатор
используется совместно с источником питания, который
слишком велик или слишком мал для того, чтобы обеспечить
систему нужным напряжением.
Трансформаторы могут проверяться двумя способами:
измерением сопротивления и измерением напряжения.
Состояние обмоток трансформатора может проверяться омметром.
Если омметр показывает 0 Ом, в обмотках есть короткое
замыкание. Бесконечный отсчет на его шкале свидетельствует
об обрыве в трансформаторе. Измеримое сопротивление
293 ГЛАВА" Щ
указывает на исправное состояние трансформатора,
величина его может оцениваться по рабочим напряжениям
трансформатора.
Проверка трансформатора может также производиться
путем измерения его выходного напряжения при точном
значении напряжения в первичной обмотке. В некоторых
случаях проверка ненагруженного трансформатора может давать
вполне обнадеживающие результаты. Однако при
подключении нагрузки выясняется, что трансформатор не
обеспечивает необходимого ей напряжения. В подобных случаях
трансформатор характеризуется частичным замыканием обмотки
из-за локального выгорания изоляции и подлежит замене.
Очень часто трансформаторы выгорают из-за короткого
замыкания устройств в его внешних цепях. Чтобы не допустить
этого, обслуживающий механик должен принять все меры
предосторожности.
Краткие выводы
Большинству персонала, занятого обслуживанием устройств
охлаждения, нагрева и кондиционирования, необходимо как-
то диагностировать их элементы. Следовательно, для
персонала важно понимать, как работают эти элементы, а также
знать, как проверять их состояние с помощью
электроизмерительных приборов и какова методика такой проверки. В
этой главе представлены некоторые правила. Специалисты
могут убедиться в их полезности для организации поиска
неисправностей в электрических системах и их элементах.
Контакторы и реле могут эффективно диагностироваться
путем проверки состояния их контактов, катушек 1
исполнительного механизма.
В промышленности используются несколько типов
защитных устройств. Предохранитель проверяется с помощью
омметра. Автоматический выключатель часто проверяется с
применением вольтметра. Сетевое защитное устройство может
проверяться с помощью омметра. Во вспомогательном
защитном устройстве должны проверяться контакты и реагирующий
на напряжение элемент. Эти компоненты устройства обычно
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
294
проверяются с помощью омметра. Встроенное защитное
устройство герметичного компрессора лучше всего проверяется
омметром.
В промышленности используются два основных типа
термостатов. Сетевой термостат может проверяться с помощью
омметра. Для проверки низковольтного термостата можно также
воспользоваться омметром, однако при работе с ним нужна
осторожность, поскольку им выполняется множество функций.
Существуют два типа обычных мембранных
выключателей — выключатель низкого и выключатель высокого
давления. Каждый из них может обследоваться как путем
измерения сопротивления, так и путем измерения напряжения. Для
проверки трансформаторов могут также применяться как
омметр, так и вольтметр.
Вопросы
1. Каков первый шаг поиска неисправностей в любой системе или
элементе?
2. Справедливо ли высказывание: визуальный осмотр —
наилучший способ проверки состояния контактов контактора?
3. В процессе поиска неисправностей в контакторах и реле
должны проверяться три его области
4. Каким образом вы произведете измерение напряжения в целях
диагностики состояния контактных групп реле или
контактора?
5. Справедливо ли высказывание: если контакты контактора не
совмещаются, его следует заменить?
6. Если катушка реле короткозамкнута, ее сопротивление
составит .
7. В чем отличие между катушкой с обрывом и катушкой с
коротким замыканием?
8. Как вы будете проверять предохранитель?
9. Как вы будете проверять автоматический выключатель?
10. Когда сетевое защитное устройство изношено, необходимо
измерить ток, чтобы определить, какой
вызывает размыкание устройства.
295 ГЛАВА" m
11. Какова разница между сетевым защитным устройством и
вспомогательным защитным устройством?
12. Справедливо ли высказывание: встроенное защитное
устройство трудно проверять, поскольку оно подключается
параллельно общему выводу компрессора?
13. Обслуживающий техник никогда не должен признавать
негодным компрессор с встроенным защитным устройством до тех
пор, пока ему не будет дано время, чтобы .
14. Двумя типами термостатов, используемых в промышленности,
являются и .
15. Опишите некоторые обычные применения низковольных и
сетевых термостатов.
16. Сетевой термостат обычно выполняет функций,
тогда как низковольтный термостат выполняет
функций.
17. Что означают буквы маркировки R, Y, W и G на плате термостата?
18. Как вы будете диагностировать неисправный мембранный
выключатель?
19. Наиболее важной особенностью проверки мембранного
выключателя является понимание его
в системе.
20. Какова правильная методика проверки трансформатора?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и активного обращения с
изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторным работам №8 «Трансформаторы», №9 «Контакторы и
реле», №10 «Термостаты», №11 «Мембранные выключатели»
и №12 «Защитные устройства».
ГЛАВА 12
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕМ ВОЗДУХА
ВВЕДЕНИЕ
В промышленности, выпускающей устройства нагрева,
охлаждения и кондиционирования, имеется множество
различных типов систем управления, начиная от самых простых и
кончая самыми сложными. Оборудование, используемое в
бытовых устройствах кондиционирования воздуха, обычно
является простым и состоит из ограниченного числа
компонентов. В торговом и промышленном оборудовании
кондиционирования воздуха используются более сложные системы
управления, в которых защитным устройствам придается
большее значение, чем в бытовых управляющих системах.
Тенденцией развития промышленности в последние несколько
лет было упрощение бытовых систем управления
кондиционированием воздуха без уменьшения их надежности. Это
реализуется благодаря успехам в разработке систем
управления. В настоящее время в промышленности системы
управления уже комплектуются отдельными твердотельными
управляющими модулями, но пока еще нет возможности
получить систему управления полностью твердотельной.
Применяемые сегодня в промышленности системы
управления представляют сочетание различных управляющих
систем, соответствующих отдельным частям оборудования
(таким, как электропечь и устройство кондиционирования
воздуха) и включающим какой-нибудь способ согласования
297 ГЛАВА " JQ1,
их работы. Независимо от того, состоит ли система
управления из одного или нескольких элементов, она выполняет
одни и те же функции. Система управления
кондиционированием воздуха предназначена для автоматического
управления оборудованием. Она объединяет все необходимые
защитные устройства с помощью термостата. Защитные
устройства гарантируют то, что входящие в систему нагрузки
работают без малейшего риска повреждения. Однако эти
устройства не всегда эффективно предотвращают
повреждение элементов системы из-за фактора экономичности,
который также должен учитываться при ее разработке.
Кроме того, защитные устройства систем управления — это
устройства, управляющие функционированием оборудования
и тем самым поддерживающие температуру в
определенных пределах.
Монтажник, занимающийся установкой оборудования
нагрева и кондиционирования воздуха, должен уметь
соединять систему управления оборудования с термостатами, а во
многих случаях — с электропечью. Большинство
производителей предоставляют вместе с соответствующим
оборудованием схему соединения, которая иллюстрирует правильное
его подключение. Однако во многих случаях монтажнику
приходится устанавливать оборудование без схемы.
Следовательно, обслуживающему персоналу важно знать, как
правильно подключить управляющие устройства, чтобы
обеспечить правильную работу системы.
Всему персоналу, связанному с оборудованием нагрева,
охлаждения и кондиционирования, придется один или
несколько раз вплотную столкнуться с современными системами
управления. Например, продавец может быть вызван для того,
чтобы помочь покупателю разобраться с назначением
системы управления. Инженерам необходимо разрабатывать
системы управления. Обслуживающему механику необходимо
обслуживать и ремонтировать системы управления.
Около 85% всех отказов в системах управления
оборудованием сводятся к каким-нибудь проблемам
электрического характера. Хотя невозможно изучить все системы
управления, используемые сегодня в промышленности, знание
наиболее распространенных из них позволит понять работу и
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 298
специальных систем из-за сходства их построения. В этом
разделе будут представлены наиболее распространенные
системы управления, используемые сегодня в промышленности.
12.1. КОНДЕНСАТОРНЫЕ БЛОКИ
Конденсаторный блок — это устанавливаемая с
наружной стороны зданий часть сплит-системы
кондиционирования воздуха, состоящая из компрессора, конденсатора,
двигателя конденсаторного вентилятора и неотъемлемых устройств
управления этими компонентами. Сплит-система — это
система, разделенная на две части. Как правило, одна из них —
это конденсаторный блок (размещается с наружной
стороны здания), а другая — блок кондиционера (устанавливается
в помещении).
В большинстве случаев конденсаторный блок
используется совместно с каким-нибудь оборудованием, создающим
циркуляцию воздуха, а его змеевик должен размещаться
на пути воздушного потока. Большинство используемых
сегодня в промышленности конденсаторных блоков — это
блоки с воздушным охлаждением; это значит, что они
охлаждаются воздухом. На практике можно еще встретить
блоки с водяным охлаждением, хотя они быстро
заменяются на более малогабаритные и экономичные блоки с
воздушным охлаждением.
При использовании в системе кондиционирования
воздуха конденсаторный блок отделяется от ее остального
оборудования. Система управления должна подключаться так,
чтобы обеспечить полное управление всей системой.
Конденсаторный блок всасывает холодный разреженный
газ, поступающий из испарителя, сжимает и конденсирует его,
превращая в жидкость, и далее подает обратно в испаритель.
Стандартные элементы конденсаторного блока с воздущным
охлаждением -— компрессор, конденсатор, двигатель
конденсаторного вентилятора и все устройства, обеспечивающие
управление. Большинство элементов управления
конденсаторным блоком находятся где-то внутри него. Исключение
составляет шина связи между ним и термостатом.
299 ГЛАВА12 |7>
Компоненты конденсаторного блока,
относящиеся к простой системе управления
В ранних системах управления все элементы,
необходимые для работы системы кондиционирования воздуха в
целом, устанавливались в самом конденсаторном блоке. В
подобном варианте построения имелось все, но он уходит из
промышленности из-за неприемлемой стоимости и отнюдь
не совершенного исполнения устройства. Большинство
современных конденсаторных блоков получают свои 24 В,
питающие системы управления, от трансформатора электропечи
или от модуля реле комнатного вентилятора. Когда в
системе имеется электропечь (или блок кондиционера) и
конденсаторный блок, испарительный вентилятор обычно
управляется с помощью реле.
Управление компрессором и двигателем
конденсаторного вентилятора обычно производится с помощью
контактора. Простейшая система управления, применяемая сегодня в
конденсаторном блоке, — это контактор, контролирующий
работу всего блока, за исключением встроенных устройств
защиты в компрессоре и двигателе конденсаторного
вентилятора. В такой системе управления питание на контактор
подается всякий раз, когда термостат поставлен на
охлаждение, даже несмотря на то, что одно из защитных устройств —
компрессора или двигателя конденсаторного вентилятора, —
может быть разомкнуто. Эта система — самая простая и
дешевая из всех используемых сегодня систем управления
конденсаторных блоков. Напряжение 24 В отдельного
источника должно поступать от дополнительных элементов,
проходя через термостат на конденсаторный блок.
Во всех конденсаторных блоках, не имеющих
выключателя высокого давления, компрессоры должны оснащаться внут-
рикорпусным предохранительным клапаном, открывающимся
в случае достижения давлением нагнетания опасного
уровня. В некоторых устройства этим клапаном заменяются
выключатели высокого давления.
На рис. 12.1 приведена принципиальная схема системы
управления этого типа. Для питания контактора системе
управления требуется напряжение 24 В, подаваемое с термостата
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
300
для питания конденсаторного блока. Когда поступающее через
термостат напряжение 24 В подается на контактор,
последний замыкается и пропускает напряжение 230 В на
компрессор и двигатель конденсаторного вентилятора, вызывая их
запуск. В этой системе управления легко диагностировать
отказы, за исключением вносимых защитными устройствами
компрессора и двигателями конденсаторного вентилятора.
Обозначения.
С: Контактор
CRC: Рабочий конденсатор
компрессора
СОМР: Компрессор с
CFM: Двигатель конденсаторного
вентилятора
FRC: Рабочий конденсатор
вентилятора
(к термостату)
общий вывод (к трансформатору)
Рис. 12.1. Принципиальная схема простого конденсаторного
блока с воздушным охлаждением и минимальным числом
элементов управления
Компоненты конденсаторного блока,
относящиеся к сложной системе управления
Многими производителями используются сложные
системы управления, которые состоят из определенных защитных
устройств, обеспечивающих безопасную работу
конденсаторного блока. Рассмотренная в предыдущем подразделе
система управления снабжена лишь минимумом необходимых
защитных устройств, которых часто бывает недостаточно для
совершенно безопасной работы конденсаторного блока.
Более сложные системы управления включают в себя
выключатели высокого и низкого давления. Рисунок 12.2 иллюстрирует
301
ГЛАВА 12
принципиальную схему системы управления с
дополнительными защитными выключателями. Если хотя бы один из них
разомкнётся, компрессор и двигатель конденсаторного
вентилятора остановятся.
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного вентилятора
Рабочий конденсатор вентилятора
Рабочий конденсатор компрессора
Выключатель высокого давления
Выключатель низкого давления
Защитный термостат компрессора
FRC:
CRC:
HP:
LP:
CST:
Рис. 12.2. Принципиальная схема конденсаторного блока с
защитными коммутационными устройствами
Некоторыми производителями также используется
устройство, защищающее систему от частого
включения-выключения. Это устройство выдерживает определенный
промежуток времени между смежными циклами работы
оборудования так, что система не сможет быстро включаться и
выключаться несколько раз подряд. Для этих целей в
управляющую систему вводятся реле и таймерный механизм. В других
системах применяется специальное реле, блокирующее весь
конденсаторный блок вплоть до его ручного перезапуска.
jT<\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 302
Существует много других разработок систем управления, в
которых используется еще больше элементов,
предназначенных для специальных целей. Например, в большом
конденсаторном блоке применяется управляющее реле (или
компрессорное реле), коммутирующее 240-вольтовую катушку
контактора и двигатель конденсаторного вентилятора. Такой
порядок подключения устройств используется потому, что для
срабатывания крупного контактора напряжение 24 В менее
эффективно, чем напряжение 240 В. Многие другие схемные
решения, которые очень многочисленны и поэтому не
рассматриваются, также используются в промышленности для
управления конденсаторными блоками. Однако в большинстве
случаев системы управления имеют сходство нескольких
основных элементов, что весьма облегчает их понимание.
Схемы
Все конденсаторные блоки поступают от производителей
вместе с принципиалыми схемами, а иногда и со схемами их
установки. Обычно не составляет особого труда выполнить
установочные инструкции и правильно подключить
конденсаторный блок. На рис. 12.3 показана схема установки,
используемая для стыковки конденсаторного блока к электропечи
как к дополнительной системе кондиционирования воздуха.
Эта схема отражает взаимное подключение конденсаторного
блока и электропечи и используется при их монтаже.
Примечания, (к рис. 12.3.)
1. Убедитесь в том, что параметры электросети
соответствуют данным фирменной таблички.
2. Провода низкого напряжения (24 В) должны быть не
менее номера 10 по американскому сортаменту AWG.
3. Заземление оборудования должно исполняться в
соответствии с местными стандартами.
4. Максимальная внешняя нагрузка не должна превышать 28
ВА. Электропитание 115 В, 60 Гц через рубильник с
предохранителями.
303
ГЛАВА 12
Модель нагревающего и охлаждающего термостата
см. примечание 4
электропитание
— 24 V
... Сетевое
напряжение
устанавливаемая снаружи
часть кондиционера,
не имеющая
трансформатора
}электрич. соединения, |
выполняемые
потребителем
24 V 1 заводские
_ Сетевое ' электрические
"■напряжение соединения
Рис. 12.3. Схема установки конденсаторного блока,
подключенного к электропечи (Courtesy of General Electric Co, Central
Air Conditioning Dept)
Поиск неисправностей
Поиск любых неисправностей конденсаторного блока
может производиться по его принципиальной схеме, что
связано с простотой большинства применяемых в нем систем
управления. Использование принципиальной схемы в
сочетании с пониманием работы элементов избавит вас от
затруднений при диагностике бытовых систем управления. Однако
не исключено, что вам придется изучать более сложные
системы управления торгового и промышленного назначения и
разбираться в возникших в них проблемах.
jT<\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 304
12.2. АВТОНОМНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ
Автономные кондиционеры построены так, что все их
компоненты размещаются в одном блоке. В большинстве случаев, в
самих автономных кондиционерах есть все необходимое, если не
считать подключений к сети и к внешним устройствам управления.
Автономные кондиционеры с воздушным охлаждением
— наиболее распространенный тип таких устройств. Область их
применения простирается от небольших бытовых охла>едающих
установок до крупных торговых и промышленных систем.
Относительно небольшие бытовые устройства могут устанавливаться
в процессе строительства здания или после его завершения.
Автономные кондиционеры с воздушным охлаждением
обычно устанавливаются с наружной стороны здания. В
отдельных случаях при вынесенном на улицу конденсаторе
такие устройства могут размещаться и в помещении.
Автономный кондиционер с воздушным охлаждением состоит из
компрессора, двигателей испарительного и конденсаторного
вентилятора (последний используется при невыносном
конденсаторе) и всех необходимых средств ^правления.
Автономные кондиционеры с водяным охлаждением
обычно используются в системах торгового и
промышленного назначения. Подобные устройства устанавливаются в
процессе строительства здания. Для систем с водяным
охлаждением необходимы некоторые средства обеспечения
циркуляции воды в конденсаторе. При использовании устройства с
водяным охлаждением должны предусматриваться средства
блокировки, гарантирующие, что при включении компрессора
будет запускаться и насос системы охлаждения. В комплект
поставки автономного кондиционера с водяным охлаждением
входят компрессор, двигатель испарительного вентилятора, все
необходимые средства управления и конденсатор.
Системы управления автономных
кондиционеров воздуха
Средства управления автономных кондиционеров обычно
достаточно просты в бытовом оборудовании, но становятся
305 глава » jm,
сложнее в более крупном торговом и промышленном
оборудовании. В относительно небольшом автономном
кондиционере с воздушным охлаждением используется совсем простая
система управления с блокировкой двигателей
конденсаторного вентилятора. Крупные устройства с воздушным и
водяным охлаждением оснащаются весьма сложной системой
управления. Сложность крупных устройств с воздушным
охлаждением связана с необходимостью поддержки нескольких
температурных зон в здании, что обеспечивается обычно путем
их монтажа на крыше здания. В кондиционерах с водяным
охлаждением используется система управления, которая
питается сетевым напряжением и оснащается некоторыми
разновидностями блокировок, запускающими насос системы
охлаждения и другое необходимое вспомогательное оборудование.
В кондиционерах с воздушным охлаждением могут
воплощаться и некоторые способы нагрева, причем не менее
успешно, чем само охлаждение. В небольших автономных
кондиционерах обычно предусматриваются некоторые простые
средства для подключения к ним электрических резистивных
нагревателей. Если требуется газовый обогрев, можно
воспользоваться газовым кондиционером, представляющим
собой размещенные в одном блоке электрический
кондиционер воздуха и газовый нагреватель. Более крупный газовый
кондиционер с воздушным охлаждением обеспечивает
потребителя газовым и электрическим обогревом. В целях нагрева
в кондиционерах с водяным и воздушным охлаждением
обычно используется змеевик водяного отопления, паровой
змеевик и тепло резистивного нагревателя.
Небольшие кондиционеры
с воздушным охлаждением
В небольших кондиционерах с воздушным охлаждением
используется простая и наглядная система управления. В этой
системе контактор управляет компрессором и двигателем
конденсаторного вентилятора, а реле — двигателем
испарительного вентилятора. Все необходимые защитные средства
также включены в систему управления.
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gQg
Системы управления неодинаковы у разных
производителей. Многие из них используют только самые необходимые
защитные устройства, тогда как другие принимают
комплексные меры защиты, добиваясь совершенной и безопасной
работы оборудования.
На рис. 12.4 показана принципиальная схема небольшого
устройства с воздушным охлаждением и управляющих им
элементов. Это устройство должно использоваться в
бытовом и небольшом торговом оборудовании. Термостат,
изображенный в нижней части схемы, управляет его работой. При
положениях переключателя вентилятора «Вкл.» или «Автом.»
термостат ставится на охлаждение; при этом питание
подается на реле комнатного вентилятора и через его контакты
запускается двигатель вентилятора. Поступающее на
компрессор напряжение проходит через множество элементов.
Сначала срабатывает термостат, включая управляющее реле
и замыкая его контакты. При этом напряжение достигает
двигателя наружного вентилятора и катушки контактора (через
удерживающее реле HR и цепи таймера). Как только
контактор замкнется, компрессор начнет работать.
Установка кондиционера с воздушным охлаждением
относительно проста и состоит из подключения к сети и
средству управления (или термостату). Многими
производителями предоставляются схемы установки оборудования,
поясняющие правильные подключения и размещение элементов
управления системы.
Обозначения.
TRANS: Трансформатор
ТМ: Таймерный двигатель
IFR: Реле комнатного вентилятора
HR: Удерживающее реле
CR: Управляющее реле
OFMC: Конденсатор двигателя уличного вентилятора
HP: Выключатель высокого давления
LP: Выключатель низкого давления
С: Контактор
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
MS: Выключатель моментального действия
307
ГЛАВА 12
OFM: Двигатель уличного вентилятора
HTR: Нагреватель картера IT: Внутрикорпусной термостат
OL: Защитное устройство RC: Рабочий конденсатор
SC: Пусковой конденсатор ^ SR: Пусковое реле
L,aT,
о—
1 (7^1 твД?
см
t2
1—Г,(—7^Л
OFMC ( OFM V
3 LP HP IT
тпгг^
Рис. 12.4. Принципиальная схема небольшого бытового авто-
номного кондиционера с воздушным охлаждением
(воспроизведено с разрешения Carrier Corporation. Copyright 1977 Carrier
Corporation, Сиракьюс, штат Нью-Йорк).
jrf\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gQg
Газоэлектрические кондиционеры воздуха
В результате объединения функций электрического
кондиционирования воздуха и газового нагрева в одном блоке
появляется система, несколько более сложная, чем «чистый»
автономный кондиционер с воздушным охлаждением.
Главное отличие между данными устройствами — это все
дополнительные компоненты, необходимые для согласования
систем нагрева и кондиционирования воздуха. Основная часть
системы управления кондиционированием воздуха
практически совпадает с той, что используется в большинстве
небольших бытовых кондиционеров. Тем не менее в нее добавлены
несколько элементов, обеспечивающих взаимодействие с
системой управления нагревом.
Рис. 12.5. Принципиальная схема комбинированного
устройства электрического кондиционера и газового нагревателя
(Courtesy of Rheen Air Conditioning Division Форт-Смит, штат
Арканзас)
Обозначения:
BR: Нагнетательное реле
СС: Контактор компрессора
ССН: Нагреватель картера
СОМР: Компрессор
CS: Центробежный
выключатель
СТ: Трансформатор системы
управления
FCC: Переключатель циклов
работы вентилятора
FDM: Двигатель
нагнетательного вентилятора
FDR: Нагнетательное реле
GND: Заземление
GV: Газовый клапан
HGS: Датчик перегрева газа
ГЛАВА 12
НРС: Выключатель высокого давления
IBM: Комнатный нагнетательный двигатель
LC: Ограничительный выключатель
LPC: Выключатель низкого давления
OFM: Двигатель наружного вентилятора
PRC: Выключатель вспомогательного включения света
RC: Рабочий конденсатор
ROC: Выключатель, исключающий работу при наклоне
SE: Искровой электрод
TDS: Выключатель с выдержкой времени
ТНС: Термостат нагрева и охлаждения
®: Соединение проводников
Примечания:
А Для замены использовать полностью идентифицированный
конденсатор с предохранителем.
2. Нагреватель картера заполнен 4 и 5 тоннами. Используйте
только однофазные модели нагревателей.
3. Для работы от сети 208 В подключите черный вывод вместо
красного.
4. Для работы трансформатора от сети 208 В поменяйте местами
черный и синий выводы.
5. Сечения проводов, указаны в установочной инструкции.
6. Использовать только компрессоры фирмы Coperland. Датчик,
перегрева газа установлен в верхней части корпуса компрессора
Информация по проводам
Провода сетевого напряжения
_вии_ии__--1_ заводские стандартные провода
............ установленные на месте эксплуатации
Провода низкого напряжения
— заводские стандартные провода
установленные на месте эксплуатации
Используемые для замены провода
— Должны иметь то же сечение жилы и тип изоляции, что и в
заменяемом проводе (должны выдерживать минимум 105°С)
q
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
310
Внимание:
— Корпус должен быть все время заземлен и соответствовать
требованиям Национального Электрического Стандарта (NEC)
(или Канадского Электрического Стандарта СЕС), а также
требованиям местных стандартов.
Электрические характеристики
208/230 В, одна фаза, 60 Гц.
| Хладо-
производительность,
БЕТ/ч
18.000
24,000
30,000
36,000
42,000
, 48,000
60,000
Скорость
охлаждения
Низкая
Высокая
Максимальный
номинал
предохранителя
20
35
40
50
60
60
60
Обозначение цвета проводов
ВК Черный GR Зеленый RD Красный
BR Коричневый OR Оранжевый , WH Белый
BU Синий PL) Пурпурный YL Желтый
Принципиальная схема
208-230/1/60
Комбинированный блок
Honeywell природный газ или пропан
На рис. 12.5 показана (см. выше) принципиальная схема
системы управления, используемой в современных
автономных электрических кондиционерах воздуха с газовым
нагревом. При монтаже систем такого типа необходимо
следовать инструкциям по их установке.
3ii глава12 m
Обратимся к рис. 12.5. Режим охлаждения
устанавливается включением цепочки устройств между термостатом и
контактором, результатом которого становится запуск
компрессора и двигателя наружного вентилятора. Запуск
двигателя комнатного нагнетательного вентилятора
осуществляется при срабатывании термостата и нагнетательного реле.
Режим нагрева задается установкой термостата на первый
режим (нагрева), при котором включается газовый вентиль.
Автономные кондиционеры с воздушным
охлаждением и выносными конденсаторами
и автономные кондиционеры с водяным
охлаждением
Автономный кондиционер с воздушным охлаждением и
выносным конденсатором и кондиционер с водяным
охлаждением похожи по схемному построению и имеют системы
управления, питаемые сетевым напряжением. В этих
системах обычно есть средства коммутации сетевого напряжения,
поскольку они поступают с завода со всеми установленными
и подключенными управляющими элементами, включая
термостат. Для установки таких устройств просто разместите их
в нужном месте. Все, что требуется для их монтажа — это
подключить их к сети, обеспечить сток конденсированной воды
и подсоединить необходимые трубопроводы.
Основное отличие между кондиционерами с водяным и
воздушным охлаждением — это способ блокировки
необходимого оборудования, используемый изготовителем для
охлаждения конденсатора. На рис. 12.6 представлена
принципиальная схема автономного кондиционера с воздушным
охлаждением и выносным конденсатором, заблокированным
системой. На рис. 12.7 приводится принципиальная схема
автономного кондиционера с водяным охлаждением и
блокировкой насоса системы охлаждения.
В изображенной на рис. 12.6 принципиальной схеме
содержится цепь коммутации сетевого напряжения. Устройство
приводится в действие переключателем с положениями
«Выключен» (Off), «Вентилятор» (Fan) и «Охлаждение» (Cool). Когда
jT<\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 3J2
переключатель установлен на «Вентилятор», во всем
устройстве сможет работать только двигатель комнатного
вентилятора (он питается через ручной выключатель). Если
требуется охлаждение, установите выключатель в положение
«Охлаждение», при этом работа двигателя комнатного
вентилятора не прерывается. В этой цепи питание уличного
вентилятора производится через контакты соответствующего реле.
На компрессор питающее напряжение подается через
контакты контактора, который, в свою очередь, питается через
удерживающее реле и таймер.
Устройство, представленное на принципиальной схеме на
рис. 12.7, — это небольшой автономный кондиционер с
водяным охлаждением. В ней также содержится цепь
коммутации сетевого напряжения. Переключатель с положениями
«Вентилятор» (Fan) и «Охлаждение» (Cool) фактически
запускает и останавливает устройство. Когда переключатель
установлен в положение «Вентилятор», вентилятор включен. В
положении «Охлаждение» вентилятор продолжит работать,
но при этом термостат будет приводить компрессор в
действие через контактор.
Установка этих кондиционеров достаточно проста,
поскольку не требует никаких подключений, кроме сетевых
проводов. Тем не менее необходимы гидравлические соединения
для воды (в системах с водяным охлаждением) и
трубопроводы для хладагента, связывающие вынесенный на улицу
конденсатор и находящийся в помещении кондиционер.
313
ГЛАВА \2
-»ja«S4^
■>s>
"£г
электропитание
от сети
Л>
f -*^ВЫКЛ.
I /л вентилятор
си. лрмдожвипа Э
-а-
ООХЛ.
•всиыи
красным
CDU2<
г^т—ст
о@о i-
(жив U) I -
(тмыю BA) I
-r
pGHA-Gk—*—o0i
—'■ (C)TH
■—аьи^>
i?
(^T0"
Г ф I СИНИ»
—©<£b
-©0®
Штв
dBB)
)0FR
к двигателю
наружного вентилятора
— — — _ -•■(niku BB)
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
Т: Термостат
0FR: Реле наружного вентилятора
HR:
ТМ
ТВ
Удерживающее реле
Двигатель таймера
Соединительный щиток
Рис. 12.6. Принципиальная схема автономного кондицонерас
воздушным охлаждением (Напечатанос разрешения Carrier Corporation.
Copyright 1977 Carrier Corporation, Сиракьюс, штат Нью-Йорк)
Рис. 12.7. Принципиальнаясхема автономного кондиционерас водяным
охлаждением (Напечатано с разрешения Carrier Corporation. Copyright 1977 Carrier
Corporation, Сиракьюс, штат Нью-Йорк)
,11 U|
•МП'К»
Обозначения, га
С: Контактор
COMPR: Компрессор
RC: Рабочий конденсатор
SC: Пусковой конденсатор
SW: Переключатель режимов
SR: Пусковое реле
Т: Термостат
HP: Выключатель высокого давления
LP: Выключатель низкого давления
Примечание:
Блокировка насоса подключается
к выводам 2 и 3.
315 2-212 Щ
Крышные кондиционеры
Устанавливаемые на крышах зданий автономные
кондиционеры с воздушным охлаждением (крышные
кондиционеры) достаточно сложны, поскольку обычно в них
какой-нибудь способ нагрева дополняется кондиционированием
воздуха, а в отдельных случаях — и некоторыми средствами
зонального управления температурой. Системы управления
нагревом и кондиционированием воздуха, как правило,
просты. Однако после подключения к регуляторам каждой зоны
система становится сложной при обслуживании и установке.
Как следует из названия, эти устройства обычно монтируются
на крыше здания. Но они с тем же успехом могут
устанавливаться и на уровне земли при внесении необходимых изменений в
рабочие соединения трубопроводов. Часто монтаж
электрических соединений этих систем сложен из-за большого количества
проводов, требуемых в их силовых и управляющих цепях.
Поставляемые вместе с этим оборудованием методики установки,
как правило, хорошо написаны и дают точные инструкции.
12.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ,
ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПОТРЕБИТЕЛЕМ
Во всех системах нагрева, охлаждения и кондиционирования
имеется определенное количество проводов, которые должны
подключаться к их оборудованию после его размещения на
месте эксплуатации. Эти провода должны устанавливаться
монтажниками и называются соединениями, выполняемыми на объекте.
Заводские — это электрические соединения, выполняемые
предприятием-поставщиком. Поставщик обычно берет на себя
заботы о подключении элементов панели управления к
компонентам системы. Заводские соединения выдержаны по
размерам, имеют окраску в соответствии с их функциональным
назначением и смонтированы в системе управления так, что
обеспечивают корректную работу оборудования. Остальные
электрические соединения — будь они силовыми или
управляющими — должны производиться на объекте.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
316
Сетевая электропроводка
Сетевая электропроводка (или шины питания) как
правило, легко и просто монтируются при установке бытовых
систем нагрева и кондиционирования воздуха. В сплит-системах
нагрева и кондиционирования воздуха сетевые провода
должны подключаться к двум местам — к конденсаторному блоку
и к электропечи (или к двигателю испарительного
вентилятора). На рис. 12.8 показаны шины питания конденсаторного
блока и электропечи и их правильное подключение к
выводам бытового распределительного щита.
Подключение сетевых проводов к бытовому автономному
кондиционеру с воздушным охлаждением изображено на рис.
12.9. Эта цепь относительно проста и состоит только из
подключений сетевых проводов и какого-нибудь вида заземления.
*•! L2
Обозначения.
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного вентилятора
FS: Выключатель вентилятора
FM: Двигатель вентилятора
сотовые выводы
конденсаторного блока
Рис. 12.8. Шины питания конденсаторного блока и
электропечи (шины управления не указаны)
317
ГЛАВА 12
к панели
управления
Обозначения:
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель кондесаторного вентилятора
IFR: Реле комнатного вентилятора
С: Контактор
Рис. 12.9. Цепи питания небольшого автономного кондиционера
с воздушным охлаждением (шины управления не указаны)
Сетевая электропроводка в системах торгового и
промышленного назначения немного сложнее, чем в простых
бытовых устройствах. Использование трехфазного тока в
торговых и промышленных зданиях не усложняет систему, а лишь
увеличивает число подключаемых к ней проводов.
Испарительные вентиляторы в любой промышленной или торговой
сплит-системе снабжены отдельным источником питания. В
конденсаторном блоке используется свой собственный
источник питания. На рис. 12.10 представлены шины
электропитания, которые должны монтироваться вместе с
трехфазным блоком кондиционера.
Системы нагрева, В торговых и промышленных
системах используются устройства нагрева различных типов. В
системы с использованием тепла от резистивных нагревателей
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gjg
должна подаваться большая мощность для его выделения.
При использовании какого-нибудь способа газового нагрева
потребуются провода меньших сечений, чем при
электрическом. На рис. 12.11 представлена схема подачи питания на
конденсаторный блок, блок кондиционера и электрический
нагреватель с воздуховодом. Во многих случаях
используются горячая вода и пар, но при этом нет никаких доПолни-
тельных линий электропроводки (кроме тех, что ведут к
циркуляционному насосу).
электропитание от рубильника
/- "* ■ ч
LI L2 L3 магнитный
Рис. 12.10. Шины питания трехфазного блока кондиционера
(шины управления не показаны)
Для крупных накрышных или автономных кондиционера с
газовым нагревом обычно требуется единственный источник
питания. Питание крышных устройств с электрическими резис-
тивными нагревателями производится от двух и более
источников, поскольку такие нагреватели создают большую
нагрузку для электросети. Один источник питает устройства
кондиционирования воздуха и двигатель испарительного
вентилятора, другой предоставляет энергию для нагрева.
Сегодня в промышленности существуют множество типов
оборудования и его производителей. Практически
невозможно в этой главе привести все схемы подключения
электропитания. Тем не менее для монтажника оборудования
достаточно важно изучить и отсутствующие здесь способы
подключения электропитания к современному обрудованию.
319
ГЛАВА 12
электрический нагреватель
электропитание
от рубильника
Lt L2 L3
электропитание
от рубильника
конденсаторный блок
MFMJTp
±±±
электропитание
от рубильника
Обозначения:
IFMS: Пускатель двигателя комнатного вентилятора
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
CFM: Двигатель кондесаторного вентилятора
СОМР: Компрессор
CFMC: Контактор двигателя конденсаторного вентилятора
С: Контактор
Рис. 12.11. Шины подачи питания на конденсаторный блок,
блок кондиционера и крупный воздуховодный электрический
нагреватель (шины управления не показаны)
jt<\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 320
Выбор проводов и предохранителей. При установке
систем нагрева, охлаждения и кондиционирования воздуха
персонал, помимо всего прочего, должен убедиться в том,
что вся электропроводка состоит из проводов правильного
размера и типа. При этом весьма важна ее протяженность,
поскольку на длинных отрезках цепей возможно падение
напряжения. В инструкциях по установке обычно
приводится таблица монтажных проводов, в которой указывается
предельно допустимая длина для проводов с любым сечением
жил. Однако монтажники должны уметь выбирать сечения
проводных жил и при отсутствии соответствующих
рекомендаций в инструкциях по установке оборудования
(обратитесь вновь к главе 6).
Также важно выполнение рекомендаций поставщика по
выбору номиналов предохранителей и автоматических
выключателей. Запомните: прежде чем ожидать нормальной
работы от любой системы нагрева, охлаждения и холодильной
машины, в первую очередь обеспечьте ее правильным
напряжением посредством выбора нужных сечений проводов и
номиналов предохранителей.
Шины управления
Шины управления столь же важны в системах нагрева и
кондиционирования, как и шины питания. В большинстве
случаев низковольтные системы управления используются в
бытовом и небольшом торговом оборудовании. В крупных
торговых и промышленных установках часто применяются
системы управления, питаемые сетевым напряжением. Многие
крупные торговые и промышленные установки работают под
управлением специальных систем. Эти
специализированные системы управления могут быть электрическими,
пневматическими и электронными. Специализированные
системы управления — это полностью «вещь в себе» и поэтому
не рассматриваются в данном разделе.
Бытовые устройства. Во всех бытовых автономных
кондиционерах используются низковольтные системы управления,
обеспечивающие подключение термостата к основному блоку
321
ГЛАВА 12
(рис. 12.12). Эти системы управления легко и просто
устанавливаются при соблюдении инструкций по установке.
»лектропитание
208-230/60/1
Ц L2
электропитание
208-240/60/3
Г
заземляющее
оборудование
комнатный
термостат
®
(5>-4--f#-—-TR
04 L^JFeS»!!LYl|
ш желтый
А
/1\ Эти выводы используются только в случае установки
электрического нагревателя
/2\ Не отрезайте лишнюю длину от этих проводов, если в
дальнейшем будет устанавливаться электрический нагреватель
Рис. 12.12. Шины управления бытового автономного
кондиционера
Бытовые сплит-системы устанавливаются, как правило,
легко. Все они включают в себя 24-вольтовую систему
управления, питаемую от реле комнатного вентилятора, электропечи
или конденсаторных блоков. Модуль реле комнатного
вентилятора используется как коробка соединений для
термостата, электропечи и конденсаторного блока. В модуле
имеется соединительный щиток, помеченный легко узнаваемой
буквенной маркировкой.
Устройства управления бытовых сплит-систем могут
подключаться различными способами. При этом должны
соблюдаться заводские инструкции по установке. Некоторые
производители устанавливают трансформатор в конденсаторный
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
322
блок, питающий низким напряжением систему. Однако
подобное схемное решение утрачивает популярность из-за
прогресса в построении модулей реле комнатного вентилятора.
В отдельных случаях в качестве источника низкого
напряжения используется трансформатор электропечи, но следует быть
осторожным и убедиться в том, что его нагрузочная
способность отвечает условиям применения. Более современные
конденсаторные блоки обычно разрабатываются без
низковольтного трансформатора, отсутствие которого компенсируется
двумя низковольтными разъемами. На рис. 12.13 показана
схема шин управления для электропечи, модуля реле
комнатного вентилятора, термостата и конденсаторного блока.
На рис. 12.14 представлена система управления
электропечью и конденсаторным блоком с термостатом, в которой
низкое напряжение поступает от трансформатора электропечи.
ж
место для подключение
'|ин управления к топке
\
шин управления
к иондеисяториему
Рис. 12.13. Схема шин управления для электропечи, модуля
реле комнатного вентилятора, термостата и
конденсаторного блока (Напечатано с разрешения Carrier Corporation. Copyright
1977 Carrier Corporation, Сиракьюс, штат Ныо-Йок)
Промышленные устройства. Системы управления в
относительно небольшом торговом оборудовании имеют
сходное построение с бытовыми низковольтными системами.
Единственное отличие состоит в том» что применяемое в них управ-
323
ГЛАВА 12
ляющее реле подает на конденсаторный блок напряжение
230 В, тогда как обычная система управления питается
напряжением 24 В. При низковольтных системах управления
могут также использоваться два режима нагрева и два
режима охлаждения.
газовый вентиль
вспомогательные эл. контакты
(если используются)
|-0—[-черны й-
двигатель с прямой
передачей
защитный выключатель
[вентилятора со
встроенным нагревателем
(если используется)
^выключатель, замыкаемый
летом (если используется)
imiL
двигатель с ременной
передачей
Рис. 12.14. Система управления электропечи и
конденсаторного блока с термостатом; низкое напряжение
поступает из электропечи (Напечатанос разрешения Carrier
Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation, Сиракьюс, Нью-Йорк)
jt^\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 324
Обозначения {к рис. 12.14)
HAF — Выключатель вентилятора со встроенным нагревателем
——— Заводские шины питания (115 В)
— Шины питания, устанавливаемые потребителем (24 В)
Заводские шины управления (24 В)
® -— Контактный зажим
Примечания:
1. Для изменения скорости вращения двигателя с прямой
передачей переставьте черный провод на нужный вывод этого
двигателя. На заводе скорость установлена в расчете на
усредненные условия его применения. Для оптимального выбора
обратитесь к руководству по настройке скорости нагнетательного
вентилятора.
2. Каждый раз при замене исходных проводов, вошедших в
комплект поставки электропечи, пользуйтесь проводом AWM (90°С)
или эквивалентным ему.
3. Двигатель оснащен защитой от перегрузок.
4. Общая электрическая нагрузка не более 12 А.
Выбор проводов. Провода шин управления в
большинстве случаев — тонкие провода {№№ 18—20), которые
обычно заключаются в резиновое изоляционное покрытие (при
использовании их в низковольтных системах управления).
Термостат приобретается с одно- и многожильным кабелем,
который может иметь или не иметь резиновое изоляционное
покрытие, защищающее его тонкие жилы. Выбор сечений
проводов в шинах управления должен производиться на
основе спецификации поставщика.
Монтаж проводных шин систем нагрева и
кондиционирования воздуха — один из наиболее важных факторов при
установке их оборудования. Система управления —
настоящее сердце электрического устройства, поскольку ее
обязанность — правильное управление устройством в целом. Срок
службы оборудования может быть в значительной мере
сокращен неправильным выбором сечений проводов или
разрывом соединений. Таким образом, шины, ведущие ко всем
компонентам, должны состоять из проводов с правильно выбран-
325 rJ^m |J>
ными сечениями жил. Инструкции по установке — наилучшее
место для поиска правильного способа монтажа проводных
шин и мест их подключения. Пропуск малейшей детали в
электрических соединениях системы может стать причиной
ее отказов и неправильного функционирования.
Краткие выводы
Системы управления оборудованием нагрева,
кондиционирования воздуха и холодильников изготовляются от
простых, снабженных несложным сетевым термостатом, до очень
сложных, использующих множество различных устройств для
управления температурой в каждой зоне большого здания.
Вполне понятно, что в крупном устройстве
кондиционирования воздуха с очень дорогим компрессором потребуется
более совершенная и более крупная система управления, чем в
небольшом бытовом оборудовании.
Электрические цепи устройств кондиционирования
воздуха включают в себя как шины питания, так и шины
управления и в большинстве случаев должны рассматриваться как
единое целое. Электрооборудование маленького
конденсаторного блока, используемого в бытовом и небольшом
торговом оборудовании, проектируется только с крайне
необходимыми функциями управления. Большинство из этих
небольших устройств разрабатываются с контактором и
небольшим количеством защитных коммутаторов, включенных в
конденсаторный блок. Подача напряжения 24 В должна
производиться от другого оборудования. Компрессоры этих
устройств почти всегда содержат встроенную защиту, что
следует принимать во внимание при работе с ними. Некоторые из
небольших систем торгового назначения могут иметь
разнообразные дополнительные свойства, позволяющие исключить
беспорядочную смену циклов и обеспечить другие важные
преимущества.
Оборудование автономных кондиционеров может иметь
два различных исполнения. Небольшие кондиционеры
бытового и торгового назначения полностью автономны и
должны иметь доступ к наружному воздуху. Некомбинированные
jT<~\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 326
«чистые» автономные кондиционеры торгового назначения
встраиваются в один блок и во многих случаях могут
занимать произвольное положение в здании; при выносном
конденсаторе такие кондиционеры могут иметь водяное или
воздушное охлаждение.
Автономные кондиционеры, устанавливаемые с внешней
стороны зданий, могут появляться в различных конструкциях,
начиная от двухтонного бытового устройства и кончая
50-тонным более крышным устройством для торговых сооружений.
В некомбинированных автономных кондиционерах
обычно используется низковольтная система управления.
Некоторые относительно крупные блоки будут иметь встроенную
систему управления, питаемую сетевым напряжением.
Шкафные автономные кондиционеры почти всегда содержат
систему управления, питаемую сетевым напряжением (поскольку
на него рассчитан их предварительный заводской монтаж).
Все автономные кондиционеры предварительно
монтируются на заводе. Шины управления некомбинированных
автономных кондиционеров должны монтироваться на объекте.
Электрические соединения шкафных автономных
кондиционеров полностью выполняются на заводе.
Все оборудование, используемое для нагрева, охлаждения
и в холодильных машинах, требует определенных
электрических соединений, выполняемых на объекте; даже если это
не что иное, как подключение к сети. Большей части
оборудования, прежде чем оно заработает, потребуются цепи
управления и питания. Цепи питания состоят из источника
электропитания, подводимого к устройству. В некоторых случаях
для двигателя испарительного вентилятора необходим
отдельный источник питания. Шины управления требуются для
соединения оборудования с термостатом или двух частей
системы, собираемых воедино. Производители почти всегда
предоставляют схемы установки поставляемого оборудования.
В этих схемах даются сечения проводов и номиналы
предохранителей, которые рекомендуются поставщиками и должны
соблюдаться.
327
ГЛАВА 12
Qi
Вопросы
1. Каково назначение систем управления кондиционированием
воздуха?
2. Каково основное отличие между системами управления
небольших бытовых и крупных конденсаторных блоков для
предприятий торговли?
3. Что такое конденсаторный блок?
4. Кратко опишите, как работает конденсаторный блок.
5. Большинство конденсаторных блоков получают питающее
напряжение 24 В для работе их системы управления от
или .
6. Справедливо ли утверждение: контактор — простейшая
система управления конденсаторным блоком?
7. Внутрикорпусной ограничительный клапан используется в
компрессоре вместо .
8. Объясните работу устройства, предотвращающего
беспорядочное переключение циклов в системе.
9. Что такое сплит-система кондиционирования воздуха?
10. Нарисуйте схему соединений простого бытового
конденсаторного блока с воздушным охлаждением, который используется
совместно с электропечью и имеет контактор, двигатель
конденсаторного вентилятора и компрессор.
11. Какое напряжение обычно является управляющим в бытовых
системах нагрева и охлаждения и откуда оно поступает?
12. Каким образом выключатели низкого и высокого давления
будут включаться в электроборудование бытовых систем?
13. Что служит основанием для использования 240-вольтовых
систем управления в крупных конденсаторных блоках?
14. Что такое автономный кондиционер воздуха?
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 328
15. Автономный кондиционер с воздушным охлаждением обычно
устанавливается .
16. Почему в системе управления кондиционером с водяным
охлаждением необходимо предусмотреть блокировки насоса
системы охлаждения и двигателя вентилятора?
17. Газовый кондиционер — это .
18. В каких разновидностях автономных кондиционеров
используются системы управления, питаемые сетевым напряжением?
19. В чем состоит основное отличие между устройствами с
водяным и воздушным охлаждением?
20. Что такое электрические соединения, выполняемые на объекте?
21. Назовите две разновидности шин питания, которые должны
устанавливаться в сплит-системе кондиционирования воздуха
и нагрева.
22. Справедливо ли утверждение: в торговых и промышленных
системах обычно используется тепло от электрических резис-
тивных нагревателей?
23. Какие два основных обстоятельства должны приниматься в
расчет монтажником при установке электропроводки для
кондиционеров?
24. Какой тип систем управления используется в большей части
бытового и небольшого торгового оборудования?
25. Для чего предназначен модуль реле комнатного
вентилятора?
26. Шины управления (как и системы управления) в большинстве
случаев являются _______^___^_____^_ •
27. Сердцем электрооборудования в устройствах нагрева и
охлаждения и холодильниках является .
28. Какой тип электрических соединений должен подводиться
монтажником к бытовому автономному кондиционеру, чтобы
обеспечить его правильную работу?
29. Какой тип электрических соединений должен подводиться
монтажником к автономному кондиционеру торгового и
промышленного назначения, чтобы обеспечить его правильную
работу?
329 ГЛАВА12 [Тъ
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и активного обращения с
изложенным в этой главе материалом обратитесь к
лабораторной работе №13 «Монтаж сплит-систем
кондиционирования воздуха» и к лабораторной работе №14 «Монтаж
автономного кондиционера».
ГЛАВА 13
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ:
ЦЕПИ И ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
ВВЕДЕНИЕ
Системы управления, используемые в производстве
устройств нагрева, охлаждения и холодильников, предназначены
для управления электрическими нагрузками системы в целях
поддержания необходимой температуры в заданном объеме
или среде. Для обеспечения безопасной работы
оборудования в системах управления должны присутствовать
необходимые защитные средства.
Сегодня в промышленности используется множество
типов систем управления, но большинство из них состоит из
неизменных компонентов и широко распространенных
цепей (в зависимости от напряжения в управляющей системе и
типа оборудования). Низковольтные управляющие схемы
отличаются от их аналогов, рассчитанных на сетевое
напряжение, номенклатурой устройств, которые могут использоваться
в построенных на их основе системах. Простая система
управления содержит различные компоненты, обычные для всех
подобных систем (такие как компрессор, двигатели
испарительного и конденсаторного вентиляторов вместе с их
устройствами управления).
Для монтажника оборудования и обслуживающего
механика очень важно понимание работы основных цепей систем
управления для того, чтобы уметь устанавливать и находить
неисправности в относительно небольших системах нагрева
зз1 ГЛАВА13 m
и кондиционирования воздуха, являющихся обычными для
промышленной практики. Во всем оборудовании не будут
использоваться одни и те же средства управления; в нем
могут применяться различные способы управления
определенными нагрузками. В этой главе будут рассматриваться
схемы основных систем управления и методики поиска
неисправностей в них.
13.1. ОСНОВНЫЕ ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ
Все системы управления состоят из некоторых цепей и
элементов широкого применения. Большинство систем
кондиционирования воздуха содержат контактор для запуска и
остановки компрессора. Компрессор — самая крупная
электрическая нагрузка в системе кондиционирования воздуха.
Следовательно, нужно пользоваться контактором или
магнитным пускателем, чтобы исключить в нем токовые перегрузки.
Во многих системах используется традиционная схема
управления двигателем конденсаторного вентилятора, но и
она, выполняется в разных вариантах из-за производства
нового высокоэффективного оборудования. Традиционность
цепей управления двигателем испарительного вентилятора
связана с применением в них реле, хотя в системах нагрева для
этих целей используются различные способы. Защитные
устройства, используемые в системах управления, очень
разнообразны, но они обычно подключаются последовательно с
управляющей цепью.
Теперь рассмотрим эти элементы управляющих цепей
более подробно.
Цепи управления компрессором
Первая основополагающая цепь почти любой системы
управления в бытовом и небольшом торговом оборудовании —
это устройство запуска и остановки компрессора. В
низковольтных системах управления термостат размыкается и
замыкается и при этом подключает или отключает питание от
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
332
контактора, который запускает и останавливает компрессор
(рис. 13.1). Эта цепь общепринята почти в любом
используемом сегодня бытовом и небольшом торговом оборудовании.
Двигатель конденсаторного вентилятора обычно
подключается непосредственно к компрессору, чтобы обеспечить его
включение в процессе работы последнего.
Обозначения.
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CFM: Двигатель конденсаторного
вентилятора
CRC: Рабочий конденсатор
компрессора
CFMC: Конденсатор двигателя
конденсаторного вентилятора
TR: Трансформатор
Рис. 13.1. Принципиальная схема цепи контактора,
управляющего компрессором, и подключения двигателя конденсаторного
вентилятора
Цепи управления двигателем
испарительного вентилятора
Все цепи двигателей испарительных вентиляторов
практически одинаковы в небольшом оборудовании. Двигатель
испарительного вентилятора работает от реле, управляемого
термостатом. Если переключатель вентилятора в термостате на-
333
ГЛАВА 13
ходится в положении «Включен» (ON), на реле комнатного
вентилятора будет подаваться питание в связи с выполнением
термостатом функций системы охлаждения. На рис. 13.2
представлены реле комнатного вентилятора с подключением
двигателя вентилятора и термостата. Найдите переключатель
вентилятора и обратите внимание на то, как комнатный
вентилятор включается-выключается с помощью соответствующего ему
реле. Эта система управления распространена только в
устройствах кондиционирования воздуха. В установках нагрева
необходимы иные средства запуска вентилятора.
Обозначения.
СОМР:
С:
CRC:
CFM:
CFMC:
IFR:
IFM:
TR:
СТ:
Компрессор
Контактор
Рабочий конденсатор
компрессора
Двигатель конденсаторного
вентилятора
Конденсатор двигателя
конденсаторного вентилятора
Реле комнатного вентилятора
Двигатель комнатного
вентилятора
Трансформатор
Термостат охлаждения
Рис. 13.2. Принципиальная схема подключения двигателя
комнатного вентилятора и его цепей управления
В некоторых миниатюрных автономных кондиционерах
используется необычная система управления двигателем
испарительного вентилятора (см. рис. 13.3). Применение
системы управления этого типа связано с наличием только
одного двигателя, используемого для вентиляции как
конденсатора, так и испарителя. В этом случае крайне необходимо,
чтобы вентиляторный двигатель всегда работал при включенном
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
334
компрессоре в целях охлаждения конденсатора. Если
вентилятор включен одноименным переключателем термостата на
продолжительное функционирование, питание на него
поступает через реле этого вентилятора. Если вентилятор
включен частью термостата, ведающей компрессионным
охлаждением, то он коммутируется контактором. Большинство цепей
испарительных вентиляторов управляются с помощью реле
комнатного вентилятора. Только в редких частных случаях
подключение двигателя испарительного вентилятора будет
производиться какими-нибудь другими способами.
Обозначения.
Заводские электрические соединения
Необязательные соединения пускового конденсатора и реле
Электрические соединения, выполняемые потребителем
г-Э-т^+Нбп
AHA: Регулируемый антисипатор нагрева
С: Контактор
СС: Компенсатор охлаждения
СН: Нагреватель картера
COMP: Компрессора
FM: Двигатель вентилятора
Реле вентилятора
Выключатель высокого давления
LP: Выключатель низкого давления
RC: Рабочий конденсатор
(двигателя компрессора)
SC: Пусковой конденсатор
(двигателя компрессора)
SR: Пусковое реле (двигателя
компрессора)
ТС: Термостат охлаждения
ТН: Термостат нагрева
TR: Трансформатор
к устройству
управления
нагревом
Рис. 13.3. Принципиальная схема небольшого автономного
кондиционера с одним вентилятором (Напечатано с разрешения
центр дистанционного управления
335 ГЛАВА'3 m
Carrier Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation, Сиракьюс,
штат Нью-Йорк)
Примечания.
1. Двигатели компрессора и вентилятора снабжены встроенной тепловой
защитой.
2. Двойной предохранитель на 30 А максимум.
3. Выводы Y, G и R для подключения двух управляющих цепей 2 класса NEC
с напряжением 24 В максимум — внешняя нагрузка 15 ВА между
выводами R и С.
4. На двигателе вентилятора черный вывод предназначен для высокой
скорости, красный — для низкой скорости и желтый — для обычной.
Цепи управления двигателями
конденсаторных вентиляторов
Большинство двигателей конденсаторных вентиляторов в
бытовых системах кондиционирования воздуха управляются
контактором, что связано с простотой и экономичностью
использования только одного средства управления.
Некоторые двигатели конденсаторных вентиляторов включаются и
отключаются с помощью наружного термостата,
настроенного на температуру, при которой будет поддерживаться
постоянное давление нагнетания. Это позволяет повысить
эффективность работы системы. Подобный тип системы
управления в полной мере используется в бытовом и небольшом
торговом оборудовании за счет последовательного
включения термостата и двигателя конденсаторного вентилятора.
Другие способы построения цепей управления используются
в более крупных торговых и промышленных установках.
Защитные цепи управления
Большинство защитных управляющих устройств в
бытовом и небольшом торговом оборудовании подключаются
последовательно катушке контактора. Единственное
исключение — встроенный термостат компрессора, который размыкает
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
336
шины питания внутри компрессора. Любые другие защитные
устройства, например, выключатели высокого и низкого
давления, подключаются последовательно с катушкой
контактора. Встроенная подключение гарантирует, что в случае
опасных ситуаций компрессор будет обесточен.
На рис. 13.4 показаны выключатели высокого и низкого
давления в цепях управления. Любые дополнительные
защитные устройства будут подключаться аналогичным
образом. Встроенное защита компрессора соединена
последовательно с его общим выводом. Таким образом, при
возникновении перегрузки компрессор будет отключен.
Обозначения.
С: Контактор;
СОМР: Компрессор;
CRC: Рабочий конденсатор компрессора;
CFMC: Конденсатор двигателя
конденсаторного вентилятора;
IFRe Реле комнатного вентилятора;
IFM: Двигатель комнатного вентилятора;
HP: Выключатель высокого давления;]
LP: Выключатель низкого давления;
СН: Нагреватель картера;
CFM: Двигатель конденсаторного
вентилятора
jb | HP LP
Рис. 13.4. Полная цепь управления бытовой или небольшой
торговой системы кондиционирования воздуха
337
ГЛАВА 13
Щ
13.2. ПОЛНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
БЫТОВЫХ УСТРОЙСТВ
Полная цепь управления бытовых и небольших торговых
систем приведена на рис. 13.4. Каждая ее цепь может
рассматриваться отдельно при условии, что любая часть схемы
обладает достаточной автономностью в общей работе
управляющей системы.
Рис. 13.5. Принципиальная схема термостата для системы
управления бытовым оборудованием (Courtesy of Honeywell)
Термостат —- это место коммутации низкого напряжения к
необходимым компонентам. На рис. 13.5 изображена
принципиальная схема термостата. Из этой схемы видно, что двигатель
комнатного вентилятора может работать непрерывно или циклично
при включенном на охлаждение термостате в зависимости от
положения вентиляторного переключателя (FAN). Остальная часть
термостата приводит в действие нагрев или охлаждение (или
оба режима). Термостат в режиме охлаждения будет
замыкаться и размыкаться при заданной температуре, как и в случае
управления нагревом при включенном на нагрев термостате.
На рис. 13.3 показано, что компрессор, а во многих случаях
и двигатель конденсаторного вентилятора работают при
подаче питания на контактор, которое производится термостатом до
тех пор, пока температура не снизится до определенного
уровня. Двигатель испарительного вентилятора в режиме охлажде-
лрГЧ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggg
ния питается через реле комнатного вентилятора, а в режиме
нагрева — через выключатель, расположенный в электропечи.
Как видно из рис. 13.4, защитные устройства подключены
последовательно с катушкой контактора. Исключение
составляет встроенная защита компрессора, соединенная
последовательно с его общим выводом. В отдельных случаях
производители используют нагреватель картера, который включен
постоянно и предотвращает скопление жидкого хладагента
в картере компрессора. Эта система управления широко
используется в бытовом и небольшом торговом оборудовании
нагрева и кондиционирования воздуха.
13.3. СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
В оборудовании нагрева, кондиционирования и в
холодильниках торгового и промышленного назначения
используются все типы и конструкции систем управления.
Системы управления оборудованием вместимостью от 7,5 до 100
тонн не могут быть простыми и состоять из такого же числа
элементов, какое содержится в их небольших аналогах. Эти
системы управления должны гарантировать безопасный
порядок работы электрической нагрузки из-за ее огромной
стоимости. Управление оборудованием подобного типа
должно быть более сложным, чем в случае небольших устройств,
что связано с его габаритами и особенностями работы.
В большинстве крупных систем используется какой-нибудь
способ управления производительностью, что связано с
колебаниями нагрузки в кондиционируемом пространстве.
Использование управления производительностью в этих крупных установках
кондиционирования воздуха влечет за собой применение более
сложной системы управления. К тому же большая часть крупных
систем нагрева и кондиционирования содержит важные
управляющие цепи, которые исключают частую смену циклов и работу
оборудования в условиях, способных вызвать его повреждение.
Таким образом, мы видим, что в крупном оборудовании
используется намного больше компонентов, чем в небольшом. Это
связано с объемом, стоимостью, управлением производительностью и
общим построением такого оборудования.
339
ГЛАВА 13
* i -—т-шг———ъ@н нэ» ч"",ый o^®****®
5. --GH-@f
-®Si®—®-
=гт@ННфг
смюй 0FC1 CAPI OW1
СМИМЙ
I OFC
1 $зНн©-
TB1
—Е-Шкг—-:
OfR HPT2 ™ ^V
(а).Магнитный пускатель, производящий полное подключение обмоток
(выделено штриховой линией)
(6) Схема подключения двигателя с разделением обмоток на части
(выделено штриховой линией)
Рис. 13.6. Принципиальная схема включения двигателя с
частичным и полным включением обмоток (Напечатано с
разрешения Carrier Corpo-ration. Copyright 1977 Carrier Corporation, Cu-
ракьюс, штат Нью-Йорк)
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 34Q
Средства управления
двигателем компрессора
Практически невозможно описать все системы
управления, используемые в крупном оборудовании. Тем не менее
наиболее распространенные управляющие цепи будут
рассмотрены подробно.
Существуют два способа подачи питания на компрессор в
крупном оборудовании — с частичным включением обмоток
и с полным их включением. Для питания компрессора во
всех системах используются контактор или магнитный
пускатель. Для запуска двигателя с полностью включенными
обмоткам^ требуется единственный контактор (рис. 13.6а).
Однако для двигателя с частичным включением обмоток
потребуются два контактора наряду с реле выдержки времени.
Двигатели с разделением обмоток используются, чтобы
позволить компрессору запускаться легче, с меньшим износом
к количеством обрывов. Схема включения двигателя с
разделением обмоток показана на рис. 13.66. Двигатель с
разделением обмоток практически разбит на две независимые
обмотки, одна из которых подключается за 1,5—3 секунды до
включения другой. Это повышает эффективность запуска
двигателя.
Системы управления холодильных
установок с хладоносителями
Речь идет о холодильных установках, в которых холод
передается хладоносителю, а с его помощью — остальным
устройствам для поддержания необходимых условий в
определенной области. Управление в таких установках обычно
основывается на температуре хладоносителя, которая предоставит
необходимую информацию системе управления. Система
управления подобного типа может также включать в себя
блокировку при отказах насосов. Типичная система управления
для холодильной установки с хладоносителем приведена на
рис. 13.7.
341
ГЛАВА 13
от двигателя Т2о-
компрессора т1о-
г к
■—с—t—' »
работа I I
конденсаторно-релеиная
(сборка
Рис. 13.7. Типичная система управления для установки с хладо-
носителем (Напечатано с разрешения Carrier Corporation.
Copyright 1977 Carrier Corporation, Сиракьюс, штат Нью-Йок)
Обозначения.
С: Контактор двигателя компрессора; ССН: Нагреватель картера;
CWI: Блокировка насоса перекачки хладоносителя; F,:
Предохранитель в цепи управления; G: Заземление; HP: Выключатель
высокого давления; HR: Удерживающее реле; IT: Встроенный термостат
компрессора; LLS: Электромагнитная катушка для коммутаций в
трубопроводе жидкого хладагента; LP: Выключатель низкого
давления; LTC: Выключатель, срабатывающий при понижении темпера-
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 342
туры воды; OR: Защитное реле; РТ: Трансформатор; R: Реле
двигателя конденсаторного вентилятора или насосного двигателя;
SW: Сетевой выключатель; ТМ: Двигатель таймера; U: Катушка
снятия нагрузки; WTC: Управление температурой воды;
Электрические соединения, выполняемые потребителем
D подключения к соединительному щитку
Примечания.
1. Блокировка между выводами С и В - защитные устройства двигателя
вентилятора или насоса водяного охлаждения конденсатора.
2. Удалите провод номер 9 между выводами С и В при подключении блокировки
Средства управления двигателем
испарительного вентилятора
В крупном торговом и промышленном оборудовании
нагрева или кондиционирования воздуха управление
двигателем испарительного вентилятора восходит к источнику,
обособленному от конденсаторного блока. В крупных системах
двигатели вентиляторов обычно рассчитаны на постоянную
работу и коммутируются посредством временного
механизма или переключателя режимов. Подобные вентиляторные
двигатели блокируются системой управления
конденсаторного блока для обеспечения их включения всякий раз, когда
работает сам блок.
В небольших торговых устройствах нагрева и
кондиционирования воздуха вентиляторные двигатели обычно
выключаются в цикле с отключенной электропечью. Тем не менее
эти устройства оснащены переключателем вентилятора,
позволяющим установить его на непрерывную работу.
Используются и другие весьма разнообразные способы
управления двигателями испарительных вентиляторов, но ни
один из них не получил столь же широкого распространения,
как непрерывная работа и функционирование при
включении оборудования.
343
ГЛАВА 13
Щ
Средства управления двигателями
конденсаторных вентиляторов
Двигатели конденсаторных вентиляторов используются в
большинстве кондиционеров торгового и промышленного
назначения и обычно предназначаются для поддержания
постоянного давления нагнетания, задеиствуя для этого
определенное количество конденсаторных вентиляторов при
падении наружной температуры ниже 75°F. Это выполняется с
помощью термостатов, приводящих в действие двигатели
конденсаторных вентиляторов при определенной наружной
температуре, или за счет выключателей высокого давления,
запускающих вентиляторы только в случае необходимости. Для
правильной работы оборудования кондиционирования
воздуха температура конденсации в конденсаторном блоке
должна поддерживаться на уровне 90°F (или около него).
Блокировки конденсатора
с водяным охлаждением
Блокировки необходимы в цепях управления
конденсаторных блоков с водяным охлаждением. Блокировка гарантирует,
что конденсаторный блок не будет включен, пока не работают
насос системы охлаждения и его двигатель (рис. 13.7). Если
оборудование кондиционирования воздуха поработает при
выключенном насосе, возможно повреждение компрессора из-
за высокого давления в конденсаторе.
Системы управления конденсаторного
блока для предприятий торговли
В этом подразделе рассматривается принципиальная схема
крупного конденсаторного блока. Конденсаторный блок включается
при подаче на него напряжения 230 В. В отличие от небольших
бытовых устройств, вся система управления этого блока питается
сетевым напряжением. Блок работает от сети 208В-3 ф-бОГц.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 344
Блок (рис. 13.8.) запускается путем подачи напряжения
на управляющее реле, что может производиться с помощью
термостата, мембранного выключателя или любого другого
управляющего устройства. Схема будет рассматриваться в
четырех частях — цепи таймера и его реле, цепи
компрессора, цепи двигателя конденсаторного вентилятора и защитные
средства цепей.
Рис. 13.8. Принципиальная схема крупного конденсаторного
блока (Напечатано с разрешения Carrier Corporation. Copyright
1977, Carrier Corpo-ration, Сиракьюс, штат Нью-Йорк)
ГЛАВА 13
Обозначения.
ТВ: Клеммная колодка
ТМ: Двигатель таймера
FU: Предохранитель
TR: Реле таймера
С: Контактор
СВ: Автоматический выключатель
OFC: Контактор наружного вентилятора
OFM: Двигатель наружного вентилятора
СН: Нагреватель картера
OPS: Масляный мембранный выключатель
TDR: Реле выдержки времени
LLP: Стабилизатор давления в трубопроводе жидкого
хладагента (не входит в комплект поставки)
DLT: Термостат нагнетательной линии
TS: Температурный выключатель
CR: Управляющее реле
ТТ: Термотектор
HP: Стабилизатор высокого давления
LP: Стабилизатор низкого давления
Цепи таймера и его реле
На рис. 13.9 показаны цепи таймера и его реле, причем
сам таймер обведен пунктирной линией. Подобная схема
подключения используется несколькими производителями в
целях защиты системы от частого включения-выключения.
Таймер обеспечивает 5-минутную задержку между остановкой
блока и его очередным запуском.
Таймер предоставляет 5-минутную задержку от одного
цикла работы компрессора до следующего. Он совершает один
полный цикл за период пять минут. Он вращается 4 минуты
45 секунд при положении выключателей, в котором замкнуты
выводы В и В,, А и Аг Ход его обусловлен нормально
замкнутым положением контактов его реле TR(1), размещенных
в цепи 1. После того как двигатель таймера проработает 4
минуты 45 секунд, его контакты изменяют положение и за-
ф
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... g^g
мыкают выводы А и А2, В и В2, при этом двигатель
останавливается. Это никак не влияет на систему до тех пор, пока
замкнуты контакты управляющего реле в цепи 3.
Обозначения.
ТМ: Двигатель таймера
Q Контактор
FU: Предохранитель
СН: Нагреватель картера
TR: Реле таймера
CR: Реле управления
Рис. 13.9. Цепи тай/лера и его реле
При замыкании управляющего реле (CR) на реле таймера
подается питание (из цепи 3 через выводы А2 и А таймера).
Это действие, наоборот, замыкает контакты реле таймера TR(2)
и TR(3) и размыкает контакты TR(1). Как только на реле
таймера поступает напряжение, его двигатель работает
дополнительные 15 секунд и изменяет положение контактов,
замыкая выводы А и At, В и В1 и тем самым подавая питание
на контактор через цепи таймера. В этом положении
двигатель таймера бездействует, так как к нему не подключено
питание. Контактор остается под напряжением до тех пор,
пока управляющее реле не будет обесточено. Далее таймер
347 глАВЛ13 m
повторяет свой цикл. Обратитесь вновь к рис. 13.8, где
подробно представлены управляющие цепи.
Этот временной способ — один из нескольких,
используемых промышленностью в виде защитной цепи,
предотвращающей беспорядочную смену циклов у больших нагрузок. Цепь
этого своеобразного таймера и его реле — это один из
немногих способов, характеризуемых автоматическим
возвратом в исходное положение.
Цепи компрессора
На рис. 13.10 изображены цепь компрессора вместе с
цепями таймера и его реле. Чтобы привести компрессор в
действие, в оборудовании используется двигатель с
разделением обмоток. Двигатель с разделением обмоток
практически содержит два отдельных двигателя, которые включаются в
различное время (хотя и подключаются к одной шине) и
смонтированы в одном корпусе. Второй двигатель (или обмотка)
включается через несколько секунд после первого за счет
действия реле выдержки времени. Двигатель питается
напряжением через два контактора (контактором С1 — первый
двигатель, или обмотка, а контактором С2 — второй).
Для защиты электрических шин и двигателей цепи
компрессора оснащены автоматическими выключателями СВ1, СВ2
и СВЗ. Далее шины питания разделяются между
контакторами С1 и С2, которые управляют компрессором. Когда
контакты контактора замкнуты, компрессор работает.
Цепи управления контактором находятся во всей части
схемы, в которой действует напряжение 208 В-1 ф-60 Гц. Они
включают в себя контакты управляющего репе (CR), цепи
таймера и его реле, катушку контактора, реле выдержки
времени и нагреватель картера. Последний работает в случае,
когда контакты реле TR(1) нормально замкнуты, а его катушка
обесточена.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... <j4g
TaW
Обозначения:
ТВ: Клеммная колодка
OPS: Масляный мембранный
выключатель
ТМ: Двигатель таймера
TDR: Реле выдержки времени
Г"*
TR<1>
-О—ЛЛЛг-
СН
Г&=®.
FU: Предохранитель
LLP: Стабилизатор давления в трубопроводе
с жидким хладагентом
TR: Реле таймера
С: Контактор
DLT: Термостат нагнетательной линии
СВ: Автоматический выключатель
TS: Температурный выключатель
OFC: Контактор наружного вентилятора
CR: Управляющее реле
OFM: Двигатель наружного вентилятора
ТТ: Термотектор
СН: Нагреватель картера
HP: Стабилизатор высокого давления
LP: Стабилизатор низкого давления
Рис. 13.10. Цепи компрессора, таймера и реле таймера
349 ГЛАВА13 m
Контакторы управляют работой компрессора с помощью
таймера и его реле. Допустим, что двигатель таймера проработал
положенные ему 4 минуты 45 секунд в цикле с отключенным
компрессором, и теперь таймер находится в положении, в
котором замкнуты выводы А и А2, В и В2. Когда контакты
управляющего реле замыкаются, таймер запускается вновь. Реле таймера
получает питающее напряжение, замыкая контакты TR(2) и TR(3)
и удерживая реле таймера возбужденным, пока контакты
управляющего реле разомкнуты. После того как таймер поработает
15 секунд, он переходит в положение с замкнутыми выводами А
и А1, В и В1. В результате этого действия питающее напряжение
поступает на катушку контактора С1 и реле выдержки времени
(TDR). Это реле замыкается приблизительно на 2 секунды
после подачи напряжения на контактор С1, что обеспечивает
подачу питания на контактор С2. Теперь компрессор работает.
Цепи двигателя конденсаторного вентилятора
Двигатели конденсаторных вентиляторов OFM1, OFM2 и OFM3
приводятся в цепях, изображенных на рис. 13.11. Эти двигатели
управляются отдельными контакторами OFC1, OFC2 и OFC3.
Первый контактор двигателя конденсаторного вентилятора OFC1>
получает питание при замыкании контактов управляющего реле,
расположенного в цепи 3. Когда это напряжение поступает на
контактор, двигатель конденсаторного вентилятора OFM1
запускается. Два дополнильных двигателя конденсаторных
вентиляторов приводятся в действие температурой воздуха,
окружающего блок. Если температура достаточно высока, чтобы
замкнуть температурный переключатель TS1, то на контатор
OFC2 подается питание и вентиляторный двигатель OFM2
запускается. Включение вентилятора OFM3 связано с
выполнением тех же действий, что и запуск вентилятора OFM2.
Защитные устройства цепей
Принципиальная схема конденсаторного блока на рис. 13.11
показывает нам все защитные устройства. В число
описываемых здесь защитных устройств не входят предохранители и
автоматические выключатели.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
350
Обозначения.
ТВ: Клеммная колодка
TDR: Реле выдержки
времени
ТМ: Двигатель таймера
LLP: Стабилизатор
давления в трубопроводе
жидкого хладагента
FU: Предохранитель
TR: Реле таймера
С: Контактор
DLT: Термостат нагнетательной линии
СВ: Автоматический выключатель
TS: Температурный выключатель
OFC: Контактор наружного вентилятора
CR: Управляющее реле
OFM: Двигатель наружного вентилятора
ТТ: Термотектор
СН: Нагреватель картера
HP: Стабилизатор высокого давления
OPS: Масляный мембранный выключатель
LP: Стабилизатор низкого давления
Рис. 13.11. Цепи двигателя конденсаторного вентилятора,
компрессора, таймера и таймера реле
351 ГЛАВЛ13 m
Все защитные устройства включены в одну цепь (кроме
нагревателя и масляного мембранного выключателя,
подключенного между А1 и L2). Если какое-нибудь из
защитных устройств разомкнётся, компрессор останавливается с
размыканием контактов TR 3, когда с реле таймера
снимается напряжение по причине размыкания цепи. Когда это
случается, таймер должен завершить свой цикл вращения
длительностью 4 минуты 45 секунд при выключенном
компрессоре.
Выключатели высокого (HP) и низкого давления (LP)
поддерживают давление в холодильной машине в
безопасных пределах и размыкаются, если это давление выходит
за эти пределы. Термостат нагнетательной линии (DTL)
размыкается и предохраняет компрессор, если температура в
этой линии превышает установленное на термостате
значение. Термотектор (ТТ) — встроенный термостат,
смонтированный на двигательных обмотках и защищающий
двигатель компрессора от перегрева путем размыкания цепи
по достижении его внутренней температурой опасного
уровня.
Масляный мембранный выключатель (OPS) размыкается,
если давление масла в компрессоре слишком мало и не
обеспечивает его безопасной работы. Масляный мембранный
выключатель, заменяющий масляный защитный выключатель,
управляется с помощью нагревателя и мембранного
выключателя, приведенных в цепи между точками А1 и Ц схемы.
Если мембранный выключатель замкнут, нагреватель
разогревает термочувствительный элемент и размыкает термостат
OPS. Если масляное давление достаточно велико, масляный
выключатель (OPS) размыкается и выключает нагреватель,
позволяя устройству работать дальше.
Рассмотренные в данном разделе принципиальные схемы
не самые сложные из тех, с которыми может столкнуться
обслуживающий персонал. Тем не менее это хороший пример
того, что будет осваивать обслуживающий механик в
контакте с промышленностью.
W1I РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 3g2
13.4. СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ
СЛОЖНЫМИ СИСТЕМАМИ
Существуют много способов управления установками
торгового и промышленного назначения. Общая система
управления часто бывает совершенно непохожей на устройства
управления каждой частью оборудования, за исключением
цепей пуска и остановки оборудования.
Управляющие цепи запуска отличаются от низковольтных
систем управления размерами контакторов и дополнительных
элементов. В подобных цепях иногда используются
низковольтные управляющие устройства, но они будут применяться
только для подачи питания на основную управляющую систему.
В большинстве крупных торговых и промышленных
установок имеется главная система управления, контролирующая
здание в целом. Она только запускает и останавливает работу
оборудования, чтобы привести нагревающую или охлаждающую
среду к необходимой температуре. Общая система управления
заботится о поддержании прочих режимов. Следовательно,
управление кондиционированием воздуха производится путем
запуска и остановки оборудования. Системы управления в
самом оборудовании обеспечивают его нормальную работу.
Большинство установок снабжены каким-нибудь способом
управления хладопроизводительностью, обеспечивающим ее
перестройку в диапазоне от 100 до 33% от максимального
значения. Небольшие устройства торгового и промышленного
назначения обычно работают со стандартным низковольтным
термостатом с несколькими режимами, который имеет возможность
регулировки хладопроизводительности в некоторых пределах.
В этом разделе мы обсудим основные способы управления,
используемые в крупных торговых и промышленных установках.
Небольшие торговые
и промышленные установки
Для поддержания требуемой температуры в здании в
небольших торговых и промышленных устройствах часто ис-
353 ГЛАВА13 m
пользуется простая низковольтная управляющая система с
элементом многорежимности, привносимым термостатом. Тем
не менее во многих случаях при низком напряжении
невозможно выработать уровень мощности, достаточный для
надежного замыкания всех контакторов и реле в устройстве. В
этом случае низкое напряжение будет управлять реле,
которое подает напряжение 110 или 220 вольт на охлаждающее
оборудование.
На рис. 13.12 приведена обычная система управления
5-тонной сплит-системы кондиционирования воздуха с
блоком кондиционера. Управляющее реле возобновляет и
останавливает работу конденсаторного блока путем
коммутации к, нему сетевого напряжения. Это управляющее реле
приводится в действие термостатом. Термостат также
приводит в движение двигатель испарительного вентилятора,
подавая напряжение на магнитный пускатель. После того как
состоится запуск управления системой в целом, устройство
управления конденсаторного блока вступает в свои права и
следит за работой его оборудования. Это устройство
управления имеет все необходимые элементы для защиты
основной нагрузки и содержит таймер с реле для
предотвращения быстрой беспорядочной смены циклов. Модуль
таймера обеспечивает 5-минутную задержку между
переключениями циклов конденсаторного блока.
Следует отметить, что многие системы управления будут
полностью работать при низком напряжении и,
следовательно, будут очень похожи на свои простые бытовые аналоги.
Системы управления
автономных кондиционеров
с водяным и воздушным охлаждением
Многие автономные кондиционеры с водяным или
воздушным охлаждением предназначены только для торгового
и промышленного применения. Эти автономные
кондиционеры обычно используются в установках шкафного типа,
располагаемых непосредственно в кондиционируемом объеме и
без всяких хлопот с трубопроводами.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... 354
комнатный термостат (режим охлаждения) | i i
^
Обозначения.
С: Контактор
OFMC: Конденсатор двигателя уличного
СН: Нагреватель картера вентилятора
СОМР: Компрессор
0L
CR
RC
HP
SC
Защитное реле
Управляющее реле
Рабочий конденсатор
Выключатель высокого давления
Пусковой конденсатор
355 ГЛАВА13 |J|
HR: Удерживающее реле
SR: Пусковое реле
IFR: Реле комнатного вентилятора
ТМ: Двигатель таймера
IT: Внутрикорпусной термостат
TR: Трансформатор
LP: Выключатель низкого давления
: Электрич. соединения, выполняемые поставщиком
: Заводские электрич. соединения
OFM: Двигатель наружного вентилятора.
Рис. 13.12. Цепи управления 5-тонной сплит-системы
кондиционирования воздуха с блоком кондиционера (Напечатано с
разрешения Carrier Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation,
Сиракьюс, штат Нью-Йорк)
Кондиционеры этого типа оснащены системой
управления с сетевым напряжением, которая полностью содержится
в его оборудовании. В этом кондиционере находится ручной
выключатель, позволяющий производить его включение и
выключение, и обычный сетевой термостат. Трехпозиционный
переключатель имеет положения «Выключено» (Off),
«Только вентиляция» (Fan Only) и «Охлаждение» (Cool). Контакт
положения «Охлаждение» выключателя соединен
последовательно с сетевым термостатом, который запускает и
останавливает компрессор путем подачи напряжения на
контактор и магнитный пускатель. Если кондиционер мощный,
двигатель его испарительного вентилятора также будет
управляться магнитным пускателем. Небольшие двигатели
испарительных вентиляторов, будучи однофазными, управляются с
помощью переключателя.
Все защитные устройства соединяются последовательно
с катушкой контактора. В большинстве случаев в
оборудовании такого типа используются нагреватели картера,
работающие в цикле с отключенным компрессором. На рис. 13.13
представлена иллюстрированная схема обычной системы
управления, используемой в подобном оборудовании.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 350
Рис. 13.13. Иллюстрированная схема системы управления
автономного кондиционера с воздушным охлаждением и вынос-
ным конденсатором (Напечатано с разрешения Carrier
Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation, Syracuse, NY)
357
ГЛАВА 13
Обозначения:
Т: Термостат
LLS: Электромагнитная катушка для коммутаций в трубопроводе
жидкого хладагента
LP: Выключатель низкого давления
Рис. 13.14. Простаясистема управления для цикла откачки
конденсаторного блока
Система управления посредством откачки
Крупные конденсаторные блоки торговых и промышленных
установок кондиционирования воздуха могут управляться
разнообразными пусковыми устройствами. Наболее
распространенным типом средств управления являются системы
управления через откачку, характеризуемые установкой соленоидного
вентиля в трубопровод с жидким хладагентом. Вентиль
открывается и закрывается по команде общей системы управления
здания. Воздействие соленоидного вентиля предопределяет,
сможет конденсаторный блок работать или нет. Если
соленоидный вентиль открыт, блок будет функционировать; если
соленоидный вентиль закрывается, блок продолжит работать до тех
пор, пока выключатель низкого давления не отключит
компрессор. На рис. 13.14 приводится простая схема, входящая в
конденсаторный блок и действующая через откачку. На рисунке
представлен соленоидный вентиль, управляемый термостатом, и
работа конденсаторного блока, находящегося под управлением
выключателя низкого давления. В некоторых конденсаторных
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggg
блоках используются электромагнитное реле, монтируемые для
управления соленоидными вентилями.
Способ управления посредством откачки широко
распространен в торговых и промышленных установках, поскольку с его
помощью в цикле с выключенным компрессором исключается
поступление хладагента в змеевик и далее — в компрессор.
Соленоидный вентиль в подобных системах может управляться
практически любым типом температурно-чувствительных
устройств, которые могут устанавливаться в необходимой части
оборудования. Или вентиль |уюжет управляться самим
оборудованием, чтобы исключить его запуск в опасной для него ситуации.
13.5. ПОЛНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ
ТОРГОВОГО И ПРОМЫШЛЕННОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Системы управления в торговом и промышленном
оборудовании сложны и трудны для понимания, поскольку их
действие распространяется фактически на все здание. Они
несут ответственность за управление зонами в здании,
оборудованием кондиционирования воздуха, оборудованием нагрева,
двигателями испарительных вентиляторов и температурой во
всем здании. Эти системы управления обычно проектируются
и устанавливаются одним из основных производителей
подобного оборудования.
Системы управления крупного оборудования могут быть
электрическими, пневматическими и электронными.
Электрические системы управления не используются столь же часто,
как пневматические или электронные, поскольку построенные
на их основе устройства более громоздки и менее точны.
Пневматическая система управления приводится в действие
давлением воздуха, которое открывает и закрывает выключатели
и клапаны. Пример пневматической системы управления
представлен на рис. 13.15. Электронная система управления
изображена на рис. 13.16. Она управляет температурой зон с помощью
электронных устройств. Эти схемы приведены здесь только как
примеры некоторых из используемых сегодня систем
управления. Их схемотехника в этой книге не рассматривается.
359
ГЛАВА 13
подача воадужа
под даамммам
20 фунтов на ■». дюйм
Обозначения.
Ret А: Возвратный воздух
Комнатный термостат
Наружный воздух
Т-2:
ОА:
Т1-1:
С-1:
V-1:
V-2:
D0-1
Термометр нагнетаемого воздуха
Устройство управления в минимальном положении
Вентиль горячей воды
Комнатный вентиль горячей воды
Устройство управления вентилем отверстия для
наружного воздуха
ТТ-1: Термостат нагнетаемого воздуха
SV-1: Пневматический соленоидный вентиль (для наружного воздуха)
DO-2: Устройство управления вентилем отверстия для
комнатного воздуха
TEL-1: Защита от замерзания воздуха
D-1: Отверстие с вентилем для забора наружного воздуха
Т-3: Термостат смешанного воздуха
RSCM-1: Устройство^ управления ресивером
Т-1: Термостат возвратного воздуха
: Воздухопроводы, устанавливаемые потребителем
: Воздухопроводы для подачи воздуха
Рис. 13.15. Пневматическая система управления (Courtesy of
Johnson Controls, Inc.)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
Обозначения:
DOH: Отверстие с вентилем для забора наружного воздуха
TR: Трансформатор
ТЕС: Основное устройство управления
TEL: Термостат в наружном воздухе
LL: Термостат с низкими пределами
N: Реле, реагирующее на параметры наружного воздуха
VB: Вентиль горячей воды
VON: Привод вентиля
RN: Реле переключения режимов
SV: Соленоидный вентиль охлаждения
TES1: Комнатный датчик
TES2: Датчик нагнетаемого воздуха
Рис. 13.16. Электронная система управления (Courtesy of
Johnson Controls, Inc.)
361
ГЛАВА 13
т
13.6. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
Обслуживающий механик должен совершенствовать свою
систематизированную методику поиска неисправностей в
системе управления или в любой электрической части
оборудования. Ответственность за поиск и исправление причин
отказов в системе управления возлагается на человека,
пытающегося чинить оборудование. Обычно таким человеком является
обслуживающий механик. Это совсем не простая задача —
диагностика отказов в электрических устройствах, особенно
если это крупное торговое и промышленное оборудование. К
счастью, небольшое бытовое и торговое оборудование
строится и проектируется с более простой системой управления и с
меньшим числом элементов, чем в более крутых устройствах.
Обслуживающий персонал должен понитть — как, когда
и почему определенная часть оборудования работает так, как
она работает. В распоряжении обслуживающего механика есть
много важных инструментов, которыми можно
воспользоваться для поиска и исправления дефектов в оборудовании.
Принципиальная схема оборудования исключительно важна для
обслуживающего механика, поскольку она рассказывает о его
работе. Схема также сообщает механику об элементах
электрических цепей и их размещении в оборудовании.
Принципиальная схема — обычно простейшее средство, которым
следует пользоваться при диагностике неисправностей. Тем не
менее во многих случаях производители вместе с
оборудованием предоставляют иллюстрированную или комбинированную
схему, включающую принципиальную схему. Не имеет
значения, какая схема поставлена вместе с оборудованием.
Обслуживающий механик должен найти и устранить возникший в
нем отказ. Вольтметр, омметр и амперметр — все они
являются важными инструментами при выполнении этой задачи.
Очень важно, чтобы обслуживающий персонал умел читать
принципиальные схемы и пользоваться
электроизмерительными приборами при диагностике электрических отказов и
выполнении необходимого ремонта. Элементы электрических
цепей — обычная причина любых отказов электрического ха-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ogo
рактера, возникших в оборудовании. Следовательно,
обслуживающий механик должен быть компетентен в вопросах
правильной диагностики состояния элементов электрических цепей,
таких как компрессор, электродвигатель, реле, контакторы,
трансформаторы, термостаты и мембранные выключатели. Конечно,
механик должен быть все время внимателен, чтобы не
пропустить мелочи, которые могут сотворить с
электрооборудованием владельцы помещений и неопытные механики (перепутанные
провода, неправильное подключение управляющих перемычек
и удаленные элементы, которые посчитали ненужными и т. д.)
Диагностика элементов электрических цепей
Диагностика компонентов электрических цепей — весьма
простая задача для механиков, понимающих конкретное
устройство (просмотрите первые главы этой книги). В
большинстве случаев обслуживающие механики берут на себя работу
по замене узлов вместо того, чтобы на самом деле
разбираться с каждым элементом, способным выйти из строя.
Хороший обслуживающий механик тоже может заменять некоторые
электрические устройства, которые совершенно исправны, но
это будет происходить исключительно редко.
Неисправности электрического характера очень
распространены во всей промышленности, и считается, что они
вызывают от 80 до 90 % известных отказов. Следовательно, для
обслуживающего персонала важно умение диагностировать
и исправлять неисправности в электрооборудовании.
Двигатели. Электродвигатели — самая большая нагрузка,
используемая в большей части устройств нагрева,
охлаждения и в холодильных машинах. Двигатель компрессора —
наиболее дорогостоящий элемент оборудования; следует
позаботиться о его корректной диагностике, чтобы исключить
неоправданные расходы. Действительно, все
электродвигатели достаточно дороги и должны тщательно проверяться. За
подробной информацией об электродвигателях обратитесь
вновь к главам 7 и 8.
Коммутационные устройства. Коммутационные
устройства могут вызывать множество проблем электрического ха-
363 . ГЛАВА ,3 [П
рактера, с которыми сталкиваются обслуживающие механики.
Они используются для управления определенными
нагрузками в системе. Реле и контактор — в сущности, одно и то же
устройство, разница лишь в размерах и допустимой токовой
нагрузке. Эти устройства должны проверяться на наличие двух
неисправностей. Первая: контакты и исполнительный механизм
вышли из строя. Вторая: катушка, замыкающая контакты,
повреждена. Эти устройства легко диагностируются на предмет
отказов, если механик понимает их конструкцию и работу.
Термостаты и мембранные выключатели —
коммутационные устройства, которые управляются температурой
окружающей их среды или давлением в точке подключения к
оборудованию. Простой термостат и мембранный выключатель
могут легко диагностироваться, поскольку в них содержится
только одна группа контактов. Но механик должен быть
совершенно уверен, что проблема не связана с каким-нибудь
другим неправильно работающим элементом.
Низковольтный термостат используется в небольших
устройствах. Он труднее поддается диагностике из-за своей
сложности и того факта, что он служит многим целям в
оборудовании нагрева и охлаждения. Обслуживающий механик должен
быть внимателен, чтобы не принять за негодный термостат, у
которого просто на несколько градусов сбита градуировка.
Многие другие электрические устройства, используемые в
системах управления, не вошли в наш обзор. Тем не менее они будут
легко диагностироваться при изучении механиком элементов
наряду со структурными схемами, в которых они используются.
Диагностика систем управления
Во многих случаях элементы выходят из строя при
неправильной работе оборудования. Но иногда трудно установить
неисправный компонент, пока механик не воспользуется
принципиальной схемой, чтобы определить неправильно работающую
цепь и далее дойти до устройства, управляющего нагрузкой.
Механик обычно может выявить неправильно функционирующую
нагрузку. Следовательно, вся цепь должна проверяться на
любые неисправности и наличие вышедших из строя элементов.
Ж*~С\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 304
Поиск неисправностей в электрических управляющих цепях
систем нагрева, охлаждения и кондиционирования по существу и
часто интуитивен. Очень важно, чтобы обслуживающий механик
понимал, как работает электрооборудование системы. При
хорошем знании работы электрооборудования и умелом подходе к
поиску неисправностей обслуживающий механик может
обойтись без излишних догадок и замены узлов. Наблюдение за
устройством в процессе работы покажет механику электрические
цепи, которые могут исключаться из числа дающих отказы. Этот
процесс исключения основан на системном анализе работы
устройства. Большинство обслуживающих механиков быстро
справляются с этой задачей мысленно, как только рассмотрят его
функционирование. Поиск неисправностей в электрических
схемах устройства не что иное, как систематическое исключение
правильно работающих цепей. Например, если в системе
кондиционирования воздуха находятся три основные нагрузки (рис.
13.17) и две из них работают правильно, значит, механику нужно
только проверить отказавшую нагрузку вместе с управляющей
ею цепью. В частности, если двигатель комнатного вентилятора
не работает, то механик должен сосредоточить внимание на
самом двигателе и на управляющих им цепях. Обслуживающий
механик должен уметь распознавать и отделять цепи нагрузок.
Бытовые системы. На рис. 13.18 представлена
основная цепь бытового кондиционера. Она содержит контактор
и компрессор (вместе с управляющими контактами
контактора). Если компрессор не работает, вполне логично
предположить, что проблема связана с питанием контактора или
всего устройства. Первым должно проверяться
поступление питающего напряжения на контактор (обычно на его
соединительный щиток). Если оно есть, продолжите
проверкой напряжения на компрессоре. Если на компрессоре
отсутствует напряжение, проверьте контакты контактора и
определите их положение. Если контактор замкнут и на
компрессор подано нужное напряжение, диагностируйте
последний^ постоянно помня о защитных устройствах (если они
встроенные). Проверьте контакты контактора, если они
механически сомкнуты, а налряжение через них не проходит.
Однако если контакты механически не соединяются, вам
нужно проверить цепи, управляющие катушкой контактора.
365
ГЛАВА 13
HP LP
Обозначения:
С: Контактор
СОМР: Компрессор
CRC: Рабочий конденсатор компрессора
CFM: Двигатель конденсаторного вентилятора
CFCM: Конденсатор двигателя конденсаторного вентилятора
IFR: Реле комнатного вентилятора
IFM: Двигатель комнатного вентилятора
HP: Выключатель высокого давления
LP: Выключатель низкого давления
TR: Трансформатор
Рис. 13.17. Полная схема управления в небольшом бытовом
кондиционере
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... 366
Рис. 13.18. Основная цепь бытового кондиционера
Полные цепи. Полные управляющие цепи бытового
устройства кондиционирования воздуха (включая его полную
принципиальную схему) показаны на рис. 13.17. Способам,
упомянутым в предыдущих параграфах, можно следовать и
здесь. При отсутствии механического срабатывания
контактора должны проверяться низковольтные управляющие цепи
(полагаем, что компрессор исправен, а контактор не
замыкается). Первая из подлежащих выполнению проверок —
контроль низковольтного питания, позволяющий убедиться, что
напряжение подано на управляющую схему; при этом
сетевое электропитание уже проверено и в норме.
Как только установлено, что напряжение поступает на
управляющую цепь, единственным предметом проверки
являются входящие в нее устройства. В управляющей цепи есть
четыре устройства, подлежащих контролю: выключатели низкого и
высокого давления, термостат и катушка контактора. Катушка
контактора может проверяться измерением приложенного к
ней напряжения. Если на контактор поданы 24 В, а он не
срабатывает, значит, его катушка или исполнительный механизм
неисправны и подлежат замене. Три остальных компонента
должны проверяться на размыкание цепи. Это может быть
просто сделано с помощью омметра или вольтметра. Не
пренебрегайте любой из проблем, удерживающих выключатели
367
ГЛАВА 13
высокого или низкого давления открытыми (недостаточная
заправка хладагентом, грязный конденсатор или неисправный
двигатель вентилятора).
Метод исключения. Один из регулярно используемых для
поиска неисправностей методов называется исключением. Рис.
13.19 представляет электрическую цепь, которая послужит
примером для применения методики. Допустим, что напряжение
подключено к цепи, но отсутствует на катушке контактора. Если
правильное напряжение не поступает на катушку, один из
выключателей в ее цепи должен быть разомкнут. Вопрос в том, кто
первый. Сначала подключите один из выводов вольтметра к
шине Ц. Другой его вывод должен быть установлен на точку А
на рис. 13.19. Если сетевое напряжение налицо, то
выключатель А исправен и исключается из дальнейшего анализа.
Далее последовательно подключите вывод измерительного
прибора к точкам В, С и D. В точке, где впервые отсутствует
напряжение, и находится тот выключатель, который разомкнут.
Обозначения.
Т: Термостат
HP: Выключатель высокого давления
0L: Защитное устройство
DLT: Термостат прерывания размораживающего цикла
С: Контактор
СОМР: Компрессор
Рис. 13.19. Простая электрическая цепь, иллюстрирующая
поиск неисправностей методом исключения
Ж^С\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggg
Эта методика исключения — одна из многих,
используемых в промышленности. Хороший специалист по
обслуживанию обычно совершенствует свою собственную методику по
мере того, как набирает опыт работы с различным
оборудованием.
Промышленные системы. Системы управления для
торгового и промышленного оборудования содержат больше
компонентов и являются более усложненными, чем в простых
системах бытовых устройств. Следовательно, диагностировать
и устранять неисправности в их цепях труднее. Сначала
проверьте электропитание оборудования и управляющих цепей.
Если питание есть, воспользуйтесь принципиальной схемой и
придерживайтесь систематического способа поиска
неисправностей. Сложность схемы и обилие элементов не
должны вас беспокоить. Каждая цепь схемы может и должна
рассматриваться индивидуально.
Обслуживающий персонал за короткое время обучается
собственным способам поиска неисправностей, позволяющим
быстрее удовлетворять заявки клиентов. Единственная неприятность,
собирающая свою дань с обслуживающих механиков —
повторные вызовы. Повторный вызов — это дополнительная
экскурсия к той части оборудования, которую механик не
отремонтировал правильно, что вредит репутации как механика, так
и его работодателя из-за дополнительных расходов, которые
не могут возлагаться на потребителя. Обслуживающий
механик должен стараться исключить любую вероятность
повторного вызова. Если механик первоклассно выполнит свою
работу с первой попытки, повторного вызова не будет.
Одна из методик поиска неисправностей в любой системе
нагрева, кондиционирования воздуха и в холодильной
машине имеет следующий вид:
1. Проверьте электропитание оборудования.
2. Если питание отсутствует, устраните неполадки.
3. Выполните полную проверку системы для того, чтобы
выявить, какая нагрузка (или нагрузки) работают неправильно.
4. Найдите на принципиальной схеме неправильно
работающие нагрузки и начните проверять их цепи первыми.
5. Каждое устройство в этой цепи может быть причиной
неисправности. Они должны последовательно проверяться
369 ГЛАВА13
до тех пор, пока не будет найдено вышедшее из строя (не
пренебрегайте нагрузками в цепи).
6. Может потребоваться перейти к другим цепям для
проверки катушек отдельных устройств.
7. Никогда не забывайте о встроенных защитных устройствах.
Большинство производителей предоставляют схему
поиска неисправностей своим дилерам, продающим
кондиционеры и имеющим свой круг интересов в отношении их
оборудования. Ниже (на разворотах) приводятся диаграммы
поиска неисправностей во всем устройстве охлаждения. Вариант
такой схемы приводится на рис. 13.20 для режимов нагрева
и охлаждения теплового радиатора. Другие производители
создают схемы поиска неисправностей для каждой модели
выпускаемого ими оборудования. При наличии этих схем,
рекомендуется их использовать, особенно если вы только
начинаете свою карьеру механика.
Производство устройств нагрева, охлаждения и холодильных
машин так же сильно зависит от аспектов обслуживания, как и от
продажи нового оборудования. Работы по обслуживанию —
необходимость, если компания намерена добиться успеха.
Никакой покупатель не захочет купить систему нагрева и
кондиционирования воздуха при отсутствии надлежащего обслуживания и
ухода. Запомните также, что обслуживающий персонал всегда
представляет своего работодателя, будучи направленным на
выполнение работы. Они должны всегда стараться представлять
себя так, как если бы занимались продажей на месте своего
работодателя. Появление и поведение обслуживающего
механика так же важны, как и умение диагностировать и
устранять отказы, случившиеся у владельцев помещений.
ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО ПРИЧИНАМ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Отдел устройств кондиционирования воздуха
Летний вариант подключения кондиционера и теплового радиатора
Удовлетворительная работа системы кондиционирования воздуха при
правильном выборе номиналов входящих в нее элементов и сечений
проводов зависит от соответствия норме значений давления нагнетания
и всасывания, потребляемого тока и распределения воздушных потоков.
Обслуживающий персонал должен уметь выявлять их для того, чтобы
правильно продиагностировать функционирование системы.
jrf\ ремонт холодильников, кондиционеров и... 37Q
Схема 1
УСТРОЙСТВО НЕ ЗАПУСКАЕТСЯ. ТЕРМОСТА Т В РАБОЧЕМ ПОЛОЖЕНИИ
Встроенный термостат
компрессора разомкнут(7)
Контакты выключающего
реле разомкнуты
Выключатель с временной
задержкой не обеспечивает
контакта
Выключатель блокировки
нагрева и охлаждения
разомкнут
Термостат не обеспечивает
контакта
Переключатель режимов
термостата не установлен
на охлаждение
Обрыв в шинах управляющих
цепей
Открыт выключатель
высокого давления (5)
(а) Избыточное давление
нагнетания (6)
(6) Неисправный мембранный
выключатель
Открыт выключатель низкого
давления (3)
(а) Низкое давление
всасывания (4)
(6) Неисправный мембранный
выключатель
Отсутствует питание цепи
управления
Нет напряжения на катушке
Обрыв в катушке
Есть напряжение на
катушке
Нет низкочастотного рокота (2)
Номинальное
напряжение на катушке (9)
(а) Якорь заедает
(б) Якорь загрязнен
Есть низкочастотный
рокот
Контактор или пускатель разомкнуты
371 ГЛАВА'3 |^
Начните с нижних строк, где формулируются характерные
неисправности, которые могут вызвать обобщенную неисправность, вы-,
несенную в заголовок схемы. Установите, какая из них имеет
место, прежде чем двигаться дальше.
В остальных строках содержатся различные формулировки
частных отказов, относящихся к характерной неисправности.
Определите частный отказ (или отказы), прежде чем пытаться
устранить их.
Номера в схеме — для объяснений и руководящих указаний. Там,
где отсутствуют номера, формулировки считаются понятными
сами по себе.
Напряжение на
катушке ниже
номинального (10)
(а) Номинальная
мощность
трансформатора слишком мала
(б) Слишком длинные
провода термостата
(в) Низкое напряжение
на первичной обмотке
трансформатора
Есть низкочастотный
рокот
Контактор или пус-
| катель разомкнуты
Неправильное
давление в компрессорах,
управляемых
мембранными
выключателями
В быстродействующей
мембране нет
калиброванного
отверстия (14)
Компрессор засорен,
заедает, сгорел или
содержит обрыв
обмотки (13)
Поврежден
конденсатор (12)
Повреждено пусковое
реле (11)
В двигателе был
слышен рокот, и он
выключился из-за
перегрузки или
перегорания
предохранителя
Обгорели
контакты (16) |
Обрыв в двигательных
обмотках (13)
Обрыв в цепи сетевого
напряжения
Неправильный монтаж
проводов
Разомкнут защитный
выключатель (15)
В двигателе нет рокота
Контактор или пускатель замкнуты
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 372
Схема 2
УСТРОЙСТВО ЗАПУСКАЕТСЯ, ЗАТЕМ ВЫКЛЮЧАЕТСЯ
Испаритель не вентилируется воздухом
Низкий уровень влажности в оборудовании
Низкая наружная температура на улице
Испаритель слабо вентилируется воздухом
(а) Нагнетательный двигатель перегружен
(б) Неправильное направление вращения нагнетательного
вентилятора
(в) Приводной ременъ нагнетательного вентилятора скользит
(г) Слишком малая скорость нагнетательного вентилятора
(д) Не отвечает требованиям конструкция трубопроводов
(е) Засорился или покрылся снеговой шубой испаритель
(ж) Засорился фильтр-осушитель
(з) Засорены вентиляционные решетки или заслонки
Недостаточная циркуляция хладагента
(а) Недостаточная заправка хладагентом
(б) Капсюль диафрагмы регулирующего вентиля холоднее
термочувствительного баллона (34)
(в) Утечка хладагента из термочувствительного баллона
регулирующего вентиля (17)
(г) Ограничен диаметр капиллярной трубки или
распределительных устройств регулирующего вентиля' (18)
(д) Избыточный перегрев (19)
(е) Малое проходное отверстие осушителя (20)
(ж) Малый диаметр трубопровода жидкого хладагента
(з) Малый диаметр линии всасывания
(и) Малый диаметр уравнительной линии регулирующего
вентиля (31)
\
Размыкание выключателя низкого давления
373
ГЛАВА 13
0}
Чрезмерное потребление тока (21)
Слишком высокое
давление нагнетания
(б)
Неисправно
пусковое реле (11)
Неисправен
конденсатор (12)
Повышенное или
пониженное
напряжение
Неправильные
электрические
соединения
Компрессор заедает
(13)
Подгорели контакть
(16)
Размыкание
защитных устройств
Ограничен диаметр нагнетательной линии и
змеевиков конденсатора
Воздух в цепях циркуляции хладагента (26)
Ограничен диаметр впускного и
выпускного отверстий для воздуха, подаваемого
на конденсатор
Замкнутая циркуляция воздуха,
подаваемого на конденсатор
Слабая циркуляция воздуха через конденсатор
(а) Не закреплен вентилятор на валу
(б) Неправильное положение вентилятора в трубке
Вентури (25)
(в) Неправильное напряжение на двигателе
вентилятора
(г) Неправильное подключение двигателей
вентиляторов
(д) Неисправен конденсатор вентиляторного
двигателя
(е) Неисправен двигатель вентилятора
Неправильная установка
термочувствительного баллона регулирующего вентиля (24)
Высокое давление всасывания (23)
Избыточная заправка хладагентом (22)
Загрязнен конденсатор
Размыкание выключателя высокого давления
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И..
Схема 3
ЗАЦИКЛИВАНИЕ УСТРОЙСТВА
374
Испаритель не вентилируется воздухом
Низкий уровень влажности в оборудовании
Низкая наружная температура
Испаритель слабо вентилируется воздухом
(а) Нагнетательный двигатель перегружен
(б) Неправильное направление вращения нагнетательного вентилятора
(в) Приводной ремень нагнетательного вентилятора скользит
(г) Слишком малая скорость нагнетательного вентилятора
(д) Не отвечает требованиям конструкция трубопроводов
(е) Засорился или покрылся снеговой шубой испаритель
(ж) Засорился фильтр-осушитель
(з) Засорены вентиляционные решетки или заслонки
Недостаточная циркуляция хладагента
(а) Недостаточная заправка хладагентом
(б) Капсюль диафрагмы регулирующего вентиля холоднее
термочувствительного баллона (34)
(в) Утечка хладагента из термочувствительного баллона
регулирующего вентиля (17)
(г) Ограничен диаметр капиллярной трубки или распределительных
устройств регулирующего вентиля (18)
(д) Избыточный перегрев (19)
(е) Малое проходное отверстие
осушителя (20)
(ж) Малый диаметр трубопровода
жидкого хладагента
(з) Малый диаметр линии всасывания
(и) Малый диаметр уравнительной линии
регулирующего вентиля (31)
Пониженное давление
всасывания (4,3)
Неисправен
переключатель реле
времени
Термостат
неисправен
Устройство
перезапуска
выключателя
высокого дав-|
ления
загрязнилось
Неисправно
реле
блокировки
Избыточное
давление
нагнетания (6)
Постоянное замыкание и размыкание контактора
375 ГЛАВА13 ^
Недостаточная
заправка
хладагентом
Избыточный
перегрев (19)
Обмотки двигателя
перегреты (27)
Встроенный
термостат компрессора
размыкается и
замыкается (7)
Постоянное замыка-
ние и размыкание
контактора
Чрезмерное
потребление тока
(а) Затруднена работа
компрессора (17)
(б) Замыкание в сетевой
проводке
(в) Неисправен двигатель
компрессора (13)
(г) Неисправны
конденсаторы (12)
(д) Неисправно пусковое
реле (11)
(е) Неправильные
электрические соединения
(ж) Избыточная заправка
хладагентом (22)
Нормальный
потребляемый ток
Перегреваются обмотки
двигателя (27)
итных устройств
замкнут
Зацикливание заш
Контактор
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и... 370
Схема 4
УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ, ПРАВИЛЬНО ПОДОБРАНЫ СЕЧЕНИЯ
ПРОВОДОВ И НОМИНАЛЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ, ОХЛАЖДЕНИЕ
НЕДОСТАТОЧНОЕ
Ограничен диаметр нагнетательной линии и змеевиков
конденсатора
Воздух в цепях циркуляции хладагента (26)
Ограничен диаметр впускного и выпускного отверстий для
воздуха, подаваемого на конденсатор
Замкнутая циркуляция воздуха, подаваемого на конденсатор
Конденсатор слабо вентилируется воздухом
(а) Не закреплен вентилятор на валу
(б) Неправильное положение вентилятора в трубке Вентури (25)
(в) Неправильное напряжение на вентиляторном двигателе
(г) Неправильное подключение двигателя конденсаторного вентилятора
(д) Неисправен конденсатор двигателя конденсаторного вентилятора
(е) Неисправен двигатель вентилятора
(ж) Вентилятор вращается в обратную сторону
Неправильная установка термочувствительного баллона
регулирующего вентиля (24)
Высокое давление всасывания (23)
Избыточная заправка хладагентом (22)
Загрязнение конденсатора
Избыточное давление нагнетания (6)
Пониженное или повышенное
напряжение (28)
Заедает компрессор (13)
Неисправный конденсатор (12)
Неисправны клапаны
компрессора (33)
Повышенное давление
всасывания при
пониженном давлении нагнетания
Чрезмерное потребление тока (21)
ГЛАВА 13
Испаритель слабо вентилируется воздухом
(а) Не соответствует требованиям конструкция трубопроводов
(б) Слишком маленькая скорость нагнетательного вентилятора
(в) Нагнетательный вентилятор перегружен
(г) Неправильное направление вращения нагнетательного двигателя
(д) Приводной ремень нагнетательного вентилятора скользит
(е) Засорился или покрылся снеговой шубой испаритель
(ж) Засорился фильтр-осушитель
(з) Засорены вентиляционные решетки или заслонки
(и) Нагнетательный вентилятор не закреплен на валу
Недостаточная циркуляция хладагента
(а) Недостаточная залравка хладагентом
(б) Капсюль диафрагмы регулирующего
вентиля холоднее термочувствительного
баллона (34)
(в) Утечка хладагента из
термочувствительного баллона регулирующего
вентиля (17)
(г) Ограничен диаметр капиллярной трубки
или распределительных устройств
| регулирующего вентиля (18)
(д) Избыточный перегрев (19)
(е) Ограничено проходное отверстие
осушителя (20)
(ж) Ограничен диаметр трубопровода
жидкого хладагента
(з) Ограничен диаметр линии всасывания
(и) Ограничен диаметр уравнительной линии
регулирующего вентиля (31)
I Низкий уровень влажности
в оборудовании
Низкая наружная температура
I Испаритель не вентилируется
воздухом
Пониженное давление всасывания (4)
Избыточное давление
нагнетания (6)
Избыточная влага в
кондиционируемом
объеме (32)
Избыточная заправка
хладагентом (22)
Неправильная
установка
термочувствительного баллона регулируй
ющего вентиля (24)
Срыв пуска (30)
Избыточная вентиляция
змеевиков испарителя
(29)
Избыточное давление
всасывания (23)
Нет охлаждения или недостаточное охлаждение
_Е
-X
Компрессор не работает
m
Контактор
разомкнут
Контактор замкнут)
Неисправен
|-| понижающий
трансформатор
Неисправна цепь
электропитания
J Обрыв в иепях
питания компрессора]
Разомкнута цепь
управления
Неисправны
устройства
временной задержки!
Неисправны
контактор или
катушка
Ненадежные
электрические
соединения
Не закреплены
выводы на
компрессоре
Неисправны
пусковые устройства
(для 1-фазного
двигателя)
Компрессор работает,
но зацикливается
из-за срабатывания
встроенной защиты '
Ограничена подача
наружного воздуха
или имеет место его
замкнутая циркуляция
Поврежден или
заклинил клапан
оттаивания
Ограничен диаметр
нагнетательной линии
Обрыв, короткое
замыкание или
пробой на землю в]
обмотках двигателя
Компрессор заедает
Избыточная заправка
хладагентом или
отсутствие конденсации
в системе
Недостаточная
заправка хладагентом!
Разомкнуты
внутрикорпусные
защитные
устройства •
Разомкнуты
встроенные защитные
устройства компрессора
Слишком завышено
или занижено сетевоеН
напряжение
Неисправен рабочий
конденсатор
Открыт мембранн
ный выключатель!
в трубопроводе
жидкого
хладагента
Подшипники компрессора
Большой перегрев
Наружный вентилятор зацикливается или
выключается из-за перегрузок
Ненадежно закреплен вывод на
вентиляторном двигателе
Неисправен двигатель
Неправильные характеристики
конденсатора двигателя наружного вентилятора
Нет охлаждения или недостаточное охлаждение
Компрессор работает, но охлаждение недостаточное
Низкое давление
всасывания
Засорились
воздушные фильтры
Высокое
давление всасывания
и низкое
давление нагнетания
Ограничен
диаметр
трубопроводов
Вентиляционные
отверстия
частично закрыты
Комнатный
змеевик покрылся
снеговой шубой
Частично не
хватает
хладагента
Клапан
оттаивания «завис»
или внутрикор-
пусная течь
Неисправны
клапаны
компрессора
Внутрикорпус-
ной
предохранительный
клапан открыт
Частично ограничен
трубопровод жидкого
хладагента
Ограничен диаметр
калиброванной перемычки
Неправильная
калиброванная перемычка
Высокое
давление всасывания
и небольшой
перегрев
Чрезмерная зап^
равка устройства
хладагентом
Неправильная
калиброванная
перемычка
Засорены отверстия прово-
лочно-трубных змеевиков
Рис. 13.20а. Схема поиска не-
исправностей для цикла
охлаждения теплового радиатора
(Напечатано с разрешения
Carrier Corporation. Copyright
1977 Carrier Corporation, Cupa-
кьюс, штат Нью-Йорк)
Нет нагрева или недостаточный нагрев
Компрессор не работает
Контактор
разомкнут
Неисправен
понижающий
трансформатор
Неисправен
центр
дистанционного
управления
Катушки
контактора содержат
обрыв или
короткое замыкание
Неисправны
устройства
временной задержки
Открыт
мембранный выключатель!
в трубопроводе
жидкого
хладагента
Утечка
хладагента
3-
Контактор
замкнут
Обрыв в цепях
питания
компрессора
Не закреплены
выводы на
компрессоре
Неисправны
пусковые устройства
(для 1-фазного
двигателя)
Компрессор
заедает
Обрыв в цепях
управления
Встроенные
защитные
устройства компрессора
разомкнуты
В обмотках
компрессора
содержится обрыв,
короткое
замыкание или пробой
на корпус
Большой
перегрев
Клапан
оттаивания заклинил в
промежуточном
положении
Неисправен кон
денсатор вентиля- Ы
торного двигателя
Не закреплены вы-|
воды на вентиля-1-|
торном двигателе
Вентиляторный
двигатель перегорел
Компрессор работает,
но зацикливается
из-за срабатывания
встроенной защиты
Засорены фильтры-
осушители или
комнатные змеевики
Поврежден клапан
оттаивания
Ограничен диаметр
нагнетательной линии
Избыточная заправка
хладагентом или
отсутствие
конденсации в систме
Недостаточная
заправка хладагентом
Чрезмерно
завышенное или
заниженное сетевое
напряжение
Неисправен рабочий
конденсатор
(для 1-фазных
двигателей)
Комнатный вентилятор
выключается или
зацикливается из-за
перегрузок
Подшипники
компрессора
Чрезмерное
хладопотребления
Рис. 13.206. Схема поиска неисправностей
для цикла нагрева теплового радиатора
Нет нагрева или недостаточный нагрев
Компрессор работает, но нагрев недостаточный
Низкие давления
всасывания и
нагнетания
Наружный
вентилятор
остановился
Не закреплены
выводы на
двигателе наружного |
вентилятора
Внутрикорпусной
кликсон
вентиляторного мотора
разомкнут
Вентиляторный
двигатель
перегорел
Плохие
электрические соединения
повсюду в
размораживающих цепях
Неисправен пульт
управления
размораживанием
Недостаточный
теплообмен между
размораживающим
термостатом и
змеевиком
Наружный
вентилятор работает
Клапан
оттаивания заедает
Не работает
полосовой нагреватель
Неисправен
наружный термостат
Т
Ограничен
диаметр
трубопровода жидкого
хладагента
Наружный
термостат настроен на
слишком низкую
температуру
Калиброванная
перемычка огра-
|—| ничена в
диаметре или засорена
льдом
Недостаточная
заправка
хладагентом
Капиллярная трубка
сдавлена или
плохая связь
термочувствительного
баллона с уличным
термостатом
Засорение
наружного змеевика
Засорены
отверстия проволочно-
трубных
змеевиков
Неисправны реле
или контактор
полосового
нагревателя
Обрыв в цепях
питания
нагревательных элементов
Наружный
змеевик сильно
покрылся снеговой
шубой
з:
Сгорела вставка
плавкая
предохранителя
Неисправен
термостат
прерывания
размораживающего цикла
Сломался
нагревательный элемент
Разомкнут
термостат перегрева в
кликсоне
Неисправен комнатный
термостат (2-х режимный)
(Напечатано с разрешения Carrier Corporation. Copyright 1977
Carrier Corporation, Сиракьюс, штат Нью-Йорк)
jrC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gg2
Краткие выводы
Существует определенное сходство между системами
управления в относительно небольшом оборудовании
нагрева и кондиционирования воздуха. Контактор в большинстве
случаев управляет компрессором и двигателем
конденсаторного вентилятора. В отдельных случаях двигатели
конденсаторных вентиляторов управляются термостатом для
поддержания постоянного давления конденсации, но обычно
используется двухскоростной вентилятор, приводимый в
движение контактором. Двигатели испарительных вентиляторов
управляются какой-нибудь температурой в цикле нагрева, а
реле комнатного вентилятора —- в цикле охлаждения.
Защитные элементы располагаются последовательно с
контактором, обеспечивающим управление компрессором,
поскольку последний — самая крупная, важная и дорогостоящая
нагрузка в системе нагрева и кондиционирования воздуха. В
результате ознакомления с обычными основными цепями
управления монтажник или обслуживающий механик смогут
легко адаптироваться к различным системам управления,
используемым в промышленности. Как правило, некоторые
распространенные типы регуляторов используются во всех
управляющих цепях.
Сложные системы управления, необходимые в крупном
торговом и промышленном оборудовании, более запутанны и
изощренны (из-за размеров и порядка работы последнего),
чем устройства управления небольшим оборудованием. Во
многих крупных зданиях главная система управления
контролирует это здание и поддерживает определенную
температуру в охлаждающей и нагревающей средах.
Следовательно, главная система управления подает сигналы
оборудованию нагрева и охлаждения на включение. Как только
оборудование запустилось, его система управления осуществляет
контроль за устройством, включая регулирование
производительности.
Существуют, в основном, два способа, используемые для
запуска конденсаторных блоков и оборудования
кондиционирования воздуха. При управлении посредством откачки
383 ГЛАВА,Э m
применяется соленоидный вентиль для пуска и остановки
течения хладагента к испарителю. Другие способы,
используемые для запуска оборудования, состоят в подключении к
нему определенного напряжения. В крупных системах
управления содержится много основных цепей, которые типичны
для всей промышленности.
Обслуживание любой системы нагрева и
кондиционирования воздуха достаточно важно, поскольку рано или
поздно ее оборудование выйдет из строя и потребует
ухода. Обслуживающий механик должен совершенствовать
систематический подход в области диагностики
неисправного оборудования и проведения необходимого ремонта.
Хорошее начало для любого обслуживающего механика —
это умение понимать и диагностировать все компоненты
системы. Обслуживающим механикам следует
пользоваться многими доступными при ремонте оборудования
средствами, такими как принципиальные схемы, испытательное
оборудование и любые имеющиеся под рукой пособия по
обслуживанию. Не имеет значения, насколько мало или
велико оборудование нагрева, кондиционирования
воздуха или холодильная машина; механик должен мысленно
разбить систему управления и электрооборудование на
основные цепи и далее проверить каждую из них в
отдельности. Это намного проще, чем пробовать испытать всю
схему как одну большую цепь. Используя
систематический подход к поиску неисправностей в
электрооборудовании, обслуживающий механик может справиться с любой
профессиональной задачей в уме.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... дол
Обозначения.
С: Контактор компрессора
COMPR: Компрессор
F: Контактор вентилятора
FM: Двигатель вентилятора
HPS: Выключатель высокого давления
IT: Встроенный термостат
LPS: Выключатель низкого давления
0L: Устройство защиты от перегрузок
SW: Переключатель режимов
Т: Термостат
О: Подключение компонента (с маркировкой)
О- Подключение компонента (без маркировки)
П: Поключение через соединительный щиток
: Шины управления
: Заводские шины питания
: Электрические соединения, выполняемые потребителем
Примечания:
1. Вентиляторные двигатели снабжены обычной тепловой защитой,
двигатели компрессоров — защитой от перегрузок и тепловой
защитой.
2. Блок управления и соединений — для подключения цепи
управления класса 1
Рис. 13.21. Схема к вопросам 1 и 21 (Напечатанос разрешения
Carrier Corporation. Copyright 1977, Carrier Corporation, Сиракьюс,
штат Нью-Йорк)
385
ГЛАВА 13
Обозначения.
С: Контактор
СН: Нагреватель картера
СОМР: Компрессор
CR: Управляющее реле
DFR: Реле оттаивания
DFT: Термостат прерывания
размораживающего цикла
DT: Таймер размораживающего
цикла
FM: Двигатель комнатного «
вентилятора
IFMC: Конденсатор двигателя
комнатного вентилятора
IfR: Реле комнатного
вентилятора
OFM: Двигатель наружного TRAN
вентилятора
OFMS: Конденсатор двигателя
наружного вентилятора
ОТ: Прямоугольная клемма
RC: Рабочий конденсатор
RVR: Катушка клапана
оттаивания
ТВ: Клеммная колодка
TRAN: Трансформатор
ОТТ: Термостат перегрева
LLPS: Мембранный выключатель
трубопровода жидкого хладагента
ST: Пусковой терморезистор
I ^xzz
JDT DT OFT
Рис. 13.22. Схема к вопросам 2 и 22 (Напечатано с
разрешения Carrier Corporation. Copyright 1977 Carrier Corporation, Cupa-
кьюс, штат Нью-Йорк)
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggg
Вопросы
1. Объясните кратко функционирование устройства на рис. 13.21.
2. Объясните кратко функционирование устройства на рис. 13.22.
3. Опишите в общих чертах методику поиска неисправностей в
системе управления.
4. Назовите три компонента, которые должны быть общими для
всех систем управления.
5. Справедливо ли высказывание: все цепи двигателей
испарительных вентиляторов в небольших бытовых устройствах
одинаковы?
6. В бытовых устройствах двигатели конденсаторных
вентиляторов управляются с помощью .
7. Справедливо ли высказывание: защитные устройства,
используемые в небольшом оборудовании, соединены параллельно с
катушкой контактора?
8. Почему в относительно крупных системах используется
управление производительностью?
9. Двигатели, обмотки которых подключены с разделением на
части, используются для г.
10. Справедливо ли высказывание: в относительно крупных
системах двигатели вентиляторов, как правило, приспособлены к
непрерывной работе?
11. Постоянное давление нагнетания поддерживается в системе с
помощью .
12. В относительно крупном оборудовании низковольтную
систему управления следует использовать для .
13. Каково назначение главной системы управления в крупных
торговых и промышленных установках?
14. Что такое система управления посредством откачки и как она
работает?
15. Система управления в крупной установке может быть . ,
или .
16. Справедливо ли высказывание: компрессор — самый
дорогостоящий элемент в системе кондиционирования воздуха?
17. Что должно проверяться в первую очередь при
диагностировании упрощенной системы управления?
18. Опишите, что понимается под термином «метод исключения».
387 ГЛАВА13 Щ
19. Опишите в общих чертах одну методику, которой вы могли бы
воспользоваться для поиска неисправностей в оборудовании
нагрева, кондиционирования воздуха и в холодильной машине?
20. Какую роль играет процесс мысленного разделения цепей при
поиске неисправностей в устройстве кондиционирования
воздуха?
21. Воспользуйтесь рисунком 13.21 для ответа на следующие
вопросы:
а) каковы неисправности в устройстве, если контакты
контактора сомкнуты, а компрессор не работает?
б) какие защитные устройства могут предотвратить замыкание
контактора, если термостат, переключатель режимов и два
защитных устройства замкнуты?
22. Воспользуйтесь рисунком 13.22 для ответа на следующие
вопросы:
а) какой тип термостата использован в схеме?
б) в чем состоят возможные отказы в системе управления, если
питание на управляющее реле подано, а компрессор не
работает?
в) что случилось с оборудованием, если оно не выходит из
размораживающего цикла?
Ссылка на раздел лабораторных работ
Для проведения экспериментов и практического
закрепления изложенного в этой главе материала обратитесь к
лабораторной работе №15 «Поиск неисправностей в системах
кондиционирования воздуха».
ГЛАВА 14
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Отрасль промышленности по созданию средств
нагрева, охлаждения и кондиционирования воздуха быстро
продвигалась в области внедрения твердотельных цепей
управления во многие уже используемые системы
управления. Многочисленные усовершенствования твердотельных
устройств революционизировали промышленность за счет
производства более компактных, точных и разнообразных
систем управления. Твердотельные системы обеспечивают
лучшее управление всем оборудованием нагрева и
кондиционирования воздуха. Наряду с улучшением функции
управления были реализованы и другие достижения: в части
регулировки скорости вращения и защиты двигателей, в
части устройств размораживания тепловых насосов и
торговых холодильников.
В результате применения твердотельных систем
управления значительные усовершенствования коснулись крупных
многозонных устройств крышного исполнения. В прошлом
средства управления таких устройств были большими и
громоздкими и часто не обеспечивали необходимого
управления каждой зоной в здании. Электронные средства
полностью устранили неравномерное управление отдельными
зонами в подобном оборудовании. За счет использования
твердотельных регуляторов во многих из этих устройств исполь-
389 ГЛАВА14 |Т>
зуется метод управления скоростью вентилятора в
зависимости от тепловой нагрузки здания.
Системы управления холодильных установок для
предприятий торговли также подверглись изменениям с
внедрением твердотельных устройств. Многие современные
торговые холодильные установки управляются твердотельной
системой, обеспечивающей лучший контроль за всем ее
оборудованием. Устройства размораживания в подобном
оборудовании сделали большой шаг вперед за счет использования
твердотельных регуляторов.
На относительно небольшие устройства нагрева,
охлаждения и кондиционирования также повлияло широкое
применение твердотельных регуляторов. В большинстве устройств
они используются для определенных функций, но в
некоторых из них применяется полностью твердотельная система
управления. Многими производителями используются
некоторые твердотельные коммутаторы для защиты
компрессорных двигателей в оборудовании кондиционирования воздуха
и в холодильниках. Твердотельные средства управления
включены во многие тепловые насосы. Требования к
коэффициенту полезного действия побудили промышленность к
лучшему управлению электропечами, которое совершенствуется
в новейшем оборудовании с помощью твердотельных
регуляторов. Были освоены промышленностью несколько новых
тепловых насосов, в которых используется система
управления в полностью твердотельном исполнении. Эти системы
обеспечивают лучшее управление и эффективность в
интересах потребителя.
Эти новые твердотельные системы не отличаются от
обычных средств управления в том, что им необходимо
обслуживание. Хотя термин «твердотельные» в практических условиях
способен тут же вызвать панику у многих занятых
обслуживанием людей, нет необходимости пугаться электронных
регуляторов. Новейшие твердотельные системы управления — это
не что иное, как группа цепей, используемых для управления
оборудованием. Более того, существует сходство между
этими системами и их старыми традиционными аналогами.
Техник по обслуживанию устройств нагрева,
кондиционирования и холодильников должен стать специалистом в вопросах
Ж-С\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggQ
поиска неисправностей в твердотельных модулях,
появляющихся сейчас на практике. Основное внимание поиска
механиком неисправностей будет нацелено скорее на модуль, чем
на каждый отдельный содержащийся в нем твердотельный
элемент. В большинстве случаев механик установит отказ
твердотельного модуля и заменит его целиком, чем попытается
отыскивать неисправности в его элементах. Большинство
компаний, связанных с оборудованием нагрева,
кондиционирования и холодильниками, не оснащены всем необходимым для
ремонта таких модулей. Следовательно, как только
установлено, что модуль вышел из строя, он просто заменяется без
всяких дальнейших проверок. С внедрением твердотельных
модулей в промышленность необходимо, чтобы механики
умели установить их неисправность.
14.1. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
Электронные системы пережили значительный прогресс в
течение последних тридцати лет. Наряду с тем, что они были
большими и громоздкими, старые вакуумные или
газоразрядные лампы были сделаны из многих хрупких частей.
Новейшие твердотельные устройства более компактны и надежны,
чем вакуумные лампы. Размеры и надежность твердотельных
устройств сделали возможным их внедрение во многие цепи
управления устройств нагрева, охлаждения и холодильников.
Полупроводники
Много терминов и определений используется в
электронных управляющих цепях, но механику, связанному с
оборудованием нагрева, кондиционирования воздуха и
холодильниками, нет-необходимости становиться электронщиком, чтобы
обслуживать и ремонтировать эти средства управления
нового поколения. Тем не менее механик должен иметь
элементарное понимание основных элементов электроники.
Хотя термины «твердотельный» и «полупроводниковый»
могут относиться к одному и тому же устройству, они ука-
391 ГЛАВАи m
зывают на его различные свойства. «Твердотельный» говорит о
физическом состоянии компонента. «Полупроводниковый» —
подразумевает электрическую проводимость материалов,
используемых в твердотельных элементах.
Подробное описание процессов в полупроводниках не
является необходимым для понимания назначения и работы
твердотельных управляющих модулей. Мы приводим здесь
только краткую информацию. Проводимость материалов
играет большую роль в работе полупроводников. Например,
хорошими проводниками электричества являются медь,
серебро и алюминий; изоляторы (пластмасса, стекло, слюда) —
плохие проводники. Полупроводники, как вытекает из их
названия, являются проводниками наполовину. Некоторые из
материалов, используемых в качестве полупроводников,
имеют сопротивление, занимающее на оси значений почти
промежуточное положение между сопротивлением стекла
(изолятора) и меди (проводника).
Полупроводниковые устройства универсальны. Они могут
обеспечить широкий диапазон электрических характеристик,
облегчая применение твердотельных элементов в области
управления кондиционированием воздуха. Единственный
недостаток полупроводников — это то, что они не могут
выдерживать броски напряжения. Во многих случаях
необходимо защищать эти устройства от неблагоприятных
обстоятельств.
Полупроводниковые устройства в своих простейших
формах восходят к 30-м годам. В 40-е годы транзисторы были
созданы двумя учеными компании Bell Telephone Laboratories.
Транзистор — сочетание двух других полупроводниковых
приборов — термистора и варистора. Термистор —
полупроводниковое устройство, сопротивление которого
уменьшается с ростом температуры. Сопротивление варистора падает с
увеличением температуры.
Наиболее распространенными веществами при
изготовлении полупроводников являются германий и кремний. В
настоящее время кремний используется чаще, чем германий.
Строение атомов кремния и германия важно для материала
полупроводника, поскольку оно в основном определяет его
свойства. Итак, чтобы полупроводниковый материал мог легко
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... од о
использоваться, к основному элементу должны добавляться
определенные примеси, совершенствующие его атомную
структуру и позволяющие полупроводнику выполнять свою
работу. Атомы кремния и германия исключительно чисты, и
любой добавленный к ним элемент является примесью.
Наиболее часто используемые примеси — алюминий, мышьяк, сурьма,
бор и галлий.
При добавлении определенных примесей к кремнию и
германию изменяется атомное строение полупроводника. Это
изменение обеспечивает полупроводник со свободными
электронами, которые могут легко перемещаться, обеспечивая
электрический ток. Полупроводники с такой примесью
называются материалами с проводимостью п-(отрицательного) типа.
Если различные примеси добавлены к материалу
полупроводника, его структура будет изменена, что позволит
электронам покидать атомы. Эти вакансии упоминаются как
дырки. Дырки позволяют электронам легко проходить через
самих себя. Этот тип вещества называется материалами с
проводимостью р-(положительного) типа. Будучи
приложенными друг к другу, материалы этих типов становятся
транзистором, выпрямителем или диодом. Рис. 14.1 показывает
обычные примеры материалов с проводимостью р- и n-типа,
объединяемых для образования схемных элементов.
1
р
N
Р
рпр - переход
ПрП - переход
N
Р
N
Рис. 14.1. Материалы с проводимостью р- и п~типа,
объединенные для образования элемента
393
ГЛАВА 14
Диоды и выпрямители
Диоды и выпрямители —- простейшие из твердотельных
элементов. Единственное отличие между ними — это их
размер; по существу они — одно и то же устройство. Элемент,
ток через который исчисляется величиной менее 1 ампера,
называется диодом. Подобный ему элемент, величина тока
через который исчисляется значением более 1 ампера,
называется выпрямителем. Обычный диод или выпрямитель
проводят электричество в одном направлении гораздо лучше,
чем в другом. Это основная характеристика для
выпрямления переменного тока в постоянный.
Диоды и выпрямители состоят из материала с
проводимостью р-типа, прикрепленного к материалу с проводимостью
n-типа. Они изготавливаются путем соединения между собой
полупроводника со свободными электронами с другим
полупроводником, имеющим их недостаток.
Когда два типа материалов соединены вместе, создается
твердотельный элемент, который позволит электронам
двигаться в одном направлении и будет действовать как
изолятор при смене полярности напряжения на противоположную.
Движение электронов в устройстве будет происходить от
полупроводника n-типа к полупроводнику р-типа. На рис. 14.2
показано основное направление тока диода и выпрямителя,
а на рис. 14.3 — обозначение диода и выпрямителя.
Движение электронов
N
Рис. 14.2. Схема диода и выпрямителя
Рис. 14.3. Обозначение диода и выпрямителя
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... gg4
На рис. 14.4 приведена электрическая цепь, в которой
используются два выпрямителя для преобразования
переменного тока (АС) в постоянный (ДС). Выпрямители позволяют
току двигаться в одном направлении, но исключают на своем
выходе обычную для переменного тока смену знака,
производя таким образом выпрямление напряжения.
с И г
Электропитание
переменным
током
< Ы
Рис. 14.4. Схема выпрямителя
Транзисторы
Транзисторы состоят из материалов с проводимостью п-типа
и р-типа. Их конкретное построение зависит от типа
полупроводника, стоящего в середине. Если материал с
отрицательной проводимостью вставлен между двумя материалами с
положительной проводимостью, образуется транзистор рпр-
типа; если материал с положительной проводимостью
помещен между материалами с отрицательной проводимостью —
транзистор npn-типа. Рис. 14.5 иллюстрирует обычные
обозначения транзисторов рпр- и npn-типа. Основной
транзистор рпр- или npn-типа содержит три части — базу, эмиттер и
коллектор. Транзистор может включаться в цепь
различными способами.
Выбор транзистора, необходимого для конкретной работы,
должен зависеть от цепи, области применения,
выдерживаемого устройством тока и температуры. Транзистор используется
как переключатель или для усиления сигнала. В
радиоприемнике транзистор будет получать слабый сигнал и усиливать
так, что его мощность будет достаточной для того, чтобы
слышимый звук мог передаваться к громкоговорителю. В
системах управления кондиционированием воздуха транзистор уси-
выход
постоянного
напряжения
395
ГЛАВА 14
ливает слабый сигнал, полученный от термистора, чтобы
обеспечить его мощностью, достаточной для выполнения полезной
работы (такой, как замыкание реле или контактора, или
приведение в движение маленького двигателя).
Коллектор
Эмиттер
прп - транзистор
Коллектор
Эмитте!
рпр -транзистор
Рис. 14.5. Обозначения транзисторов
прп- и рпр-типа
Простая цепь управления, используемая для регулировки
температуры, обычно содержит термистор во входных цепях,
сопротивление которого перестраивается вместе с
изменением температуры. Перестройка сопротивления во входных
цепях, как правило, вызывает изменение тока через базу
транзистора, которое будет усиливаться в нем. Ток этого
усиленного сигнала может быть достаточен для приведения в
действие выключателя или коммутации напряжения на реле или
контакторе. На рис. 14.6 представлена простая цепь для
регулировки температуры.
Т
..Катушка рея*
^"^"Чупрааления,
f 1 питаемая
У, ^/постоянным
напряжением
Рис. 14.6. Цепь регулировки температуры
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ggg
14.2. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
В производстве устройств нагрева, кондиционирования
воздуха и холодильников во многих случаях твердотельные
регуляторы используются как однофункциональные
(специализированные) устройства. Однофункциональное твердотельное
устройство применяется в системе управления в первую
очередь для того, чтобы обеспечить регулировку или защиту
одной из функций работы оборудования. Например, некоторые
из однофункциональных регуляторов являются средствами
управления размораживанием теплового радиатора и
устройствами временной задержки для предотвращения
зацикливания компрессора, для обеспечения защиты двигателя и для
работы в качестве пусковых реле герметичных
компрессоров с расщеплением фазы. Хотя многие твердотельные
устройства используются для многочисленных и различных
функций управления в системах нагрева, кондиционирования
воздуха и в холодильниках, в этом разделе будут рассмотрены
лишь некоторые из них.
Твердотельные таймеры
Одним из наиболее распространенных твердотельных
устройств является таймер. Таймеры доступны в различных
исполнениях и служат различным целям в электрических схемах
оборудования кондиционирования воздуха, нагрева и
холодильников. Твердотельные таймеры используются таким же
образом, как обычные реле выдержки времени, но обладают
гораздо большей функциональной гибкостью. Твердотельные
таймеры могут вносить задержку на включение-отключение
управляющего воздействия. На практике встречаются таймеры
с заданной задержкой, преимущественно используемые
производителями в новом оборудовании, и с переменной
задержкой, устанавливаемые в оборудование обслуживающим
персоналом для специальных функций, таких как задержка для
исключения одновременного пуска двух крупных нагрузок или
предотвращение частого включения-выключения оборудова-
397
ГЛАВА 14
ния. Большинство таймеров перестраиваются в широком
диапазоне длительностей временных циклов и пригодны для ряда
напряжений управляющих цепей. Твердотельный таймер с
переменной задержкой показан на рис. 14.7. Эти устройства
компактны и легко устанавливаются.
ключатель
Рис. 14.7. Перестраиваемый твердотельный таймер со схемой
соединений (Copyright 1984, Motors & Armatures, Inc. Напечатано
с разрешения)
Устройства предотвращения
частого включения-выключения
Одно из простых и широко используемых сегодня
твердотельных устройств — регулятор, исключающий более чем
однократный запуск компрессора в течение определенного
промежутка времени. Эти устройства могут задерживать
время запуска от 30 секунд до 5 минут между циклами. Это
устройство похоже на многие другие простые
твердотельные элементы и должно задерживать запуск определенного
оборудования на установленный промежуток времени; в
противном случае оно неисправно. На рис. 14.8 изображена цепь
управления вместе с устройством, предотвращающим частое
включение-выключение. Для работы таких устройств
используется твердотельный материал, сопротивление которого на
низких температурах велико и не пропускает ток. Однако
по мере нагрева сопротивление падает, позволяя току
пройти через устройство и возбудить контактор или реле.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
398
24 В
Термостат
£
1 Устройство, 3
защищающее от
частого
включения-
2 выключения 4
Катушка контактора
конденсаторного*
блока*
\
Рис. 14.8. Цепь управления с устройством, предотвращающим
частое включение-выключение
Для электродвигателей
В настоящее время твердотельное устройство используется
для того, чтобы помочь конденсаторному двигателю
запуститься. Во многих случаях это устройство может использоваться
вместо реле напряжения или пускового конденсатора. В этом
твердотельном устройстве используется материал, который,
будучи подключенным параллельно рабочему конденсатору
конденсаторного двигателя (компрессора), обеспечивает
увеличение его пускового вращающего момента. Этот материал
функционально весьма похож на небольшой пусковой конденсатор,
он кратковременно повышает ток в пусковой обмотке
двигателя. По мере нагрева материала его сопротивление быстро
увеличивается до значения, при котором он становится
непроводящим; при этом двигатель возвращается к обычному рабочему
режиму. Этому устройству необходим трехминутный период
охлаждения между запусками. Чтобы проверить это устройство,
обслуживающему механику нужно только установить,
отключается ли оно от цепи и замыкаются ли его выводы в положении
пуска. Если возникла хотя бы одна из указанных выше
ситуаций, устройство подлежит замене.
Твердотельные пусковые реле используются в небольших
компрессорных двигателях с расщеплением фазы и также
просты в работе. Устройство применяется для отключения
пусковой обмотки герметичного компрессорного двигателя
с расщеплением фазы.
399 ГЛАВАи Щ
Твердотельное пусковое реле функционирует на тепловой
основе за счет использования полупроводникового
материала. Этот материал имеет определенное сопротивление в
охлажденном состоянии. Как только компрессор запускается,
материал быстро нагревается и становится непроводящим,
отключая пусковую обмотку от цепи. Применение этих
устройств в двигателях с расщеплением фазы ограничено; они
не должны использоваться в двигателях с конденсаторным
пуском и в компрессорах с быстрым чередованием циклов,
поскольку для их нормальной работы необходимы периоды
охлаждения.
Все, что требуется для поиска неисправностей в
устройстве — это установить, отключает ли оно пусковую обмотку
двигателя герметичного компрессора. Если устройство не
замыкается при включении и не отключает пусковую
обмотку, то оно неисправно и подлежит замене.
Идя тепловых насосов
Во многих тепловых насосах используется
твердотельный модуль управления размораживанием, который начинает
и завершает размораживающий цикл в этом оборудовании.
Подобные регуляторы размораживания освобождают
расположенные с внешней стороны зданий (наружные) змеевики
от снеговой шубы, повышая эффективность устройства. В нем
применены два термистора для запуска и остановки
размораживающего цикла и мембранный выключатель (как
защитное устройство) для завершения этого цикла в том случае,
если модуль не в состоянии выйти из него.
Один из используемых сейчас твердотельных модулей
размораживания эффективен в предотвращении
нарастания снеговой шубы на наружных змеевиках теплового
радиатора. Этот модуль коммутирует 18-вольтовое реле
постоянного тока, которое останавливает двигатель
наружного вентилятора и подает напряжение на клапан оттаивания.
Когда питание подано на этот клапан, холодильный цикл
протекает в режиме охлаждения и размораживает
наружный змеевик.
Ж^С\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 400
Модуль схематически изображен на рис. 14.9 вместе с
реле постоянного тока и двумя термисторами. Модуль
имеет восемь выводов: два из них ведут к электропитанию
блока 24 В, два — к катушке 18-вольтового реле постоянного
тока, два — к термистору на змеевике и два — к термисто-
ру в воздушном потоке, проходящем через змеевик. Чтобы
запустить размораживающий цикл, температура змеевика
должна быть ниже 30°F. В этот момент модуль, как правило,
подает постоянное напряжение 18 В на реле оттаивания,
запуская тем самым размораживающий цикл и переводя
устройство в режим охлаждения. Питание на модуль подается
через выводы АС от 24-вольтового источника переменного
тока, расположенного в блоке кондиционирования воздуха.
I Электропитание от биока I
I кондиционера (248) I
Катушка реле
оттаивания (18В)
6 6 6 6
АС Я R АС
О *"&* О
L@J
Термистор, Термистор
прикрепленный в воздушном
к змеевику потоке
Рис. 14.9. Принципиальная схема твердотельного модуля
оттаивания
Как только змеевик освободится от снеговой шубы,
температура самого змеевика и проходящего через него
воздуха будет достаточно высока, чтобы вывести устройство из
размораживающего цикла, переводя систему обратно в
нагревательный режим работы. На рис. 14.10 изображена
принципиальная схема теплового насоса, а на следующей
странице — обозначения элементов и проводов к этой схеме.
401
ГЛАВА 14
Рис, 14.10, Принципиальная схема теплового радиатора с
твердотельным модулем оттаивания. (Воспроизведено с
разрешения Lenox Industries, Inc)
/Т\Не может использоваться в ранних модификациях устройства
Антисипатор термостата в режиме нагрева
/2\ в 1-м режиме — имеет постоянное значение
во 2-м режиме — устанавливается в соответствии с
интенсивностью электрического нагрева
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 402
Обозначения.
81 Компрессор
82 Двигатель наружного вентилятора
83 Двигатель комнатного нагнетательного вентилятора
О, С2, СЗ Конденсаторы
СН Нагреватель картера
F Предохранитель
К1 Контактор компрессора и наружного вентилятора (2P-N0)
К2 Регулятор оттаивания
КЗ Реле комнатного нагнетательного вентилятора (SPST)
К4 Реле наружного вентилятора и оттаивания (3P-DT)
L1 Клапан оттаивания
RT-C Термистор на змеевике
RT-A Термистор в воздушном потоке
51 Рубильник (не входит в комплект поставки)
52 Комнатный термостат
53 Выключатель высокого давления
54 Выключатель, срабатывающий при утечке хладагента
55 Выключатель оттаивания
Т1 Трансформатор термостата 208—230 В в первичн. обмотке,
24 В — во вторичн.
HVJB Коробка соединений высокого напряжения
LVJB Коробка соединений низкого напряжения
56 Термостат, размыкающийся при слишком низкой
наружной температуре
G Заземление нетоковедущих частей оборудования
РАСШИФРОВКА ЦВЕТОВОЙ МАРКИРОВКИ ПРОВОДОВ
ВК — черный
BL — голубой
W — белый
R — красный
О — оранжевый
Y — желтый
BR — коричневый
403 ГЛАВАи |Т>
Методика поиска неисправностей для систем
размораживания легка и проста. В первую очередь механику следует
установить — что должен делать модуль и что он делает на
самом деле. Если температура змеевиков и воздуха
достаточно высоки, система не должна переходить в
размораживающий цикл. Если система размораживается при более
высоких температурах, чем следует, ее модуль неисправен или в
ней имеются вышедшие из строя термисторы. Для выявления
того, какой из них неисправен, механику следует
воспользоваться спецификациями (или техническими условиями). Если
сопротивление термисторов соответствует измеренной
температуре, то в таком случае модуль оттаивания неисправен и
подлежит замене (если он подает постоянное напряжение 18 В на
реле оттаивания). Если же модуль не подает постоянное
напряжение 18 В на реле, а устройство находится в
размораживающем цикле, реле залипло в положении оттаивания. Если
существуют все условия для запуска размораживания, а
модуль не подает постоянное напряжение 18 В на реле
оттаивания, значит, модуль неисправен (в предположении, что
термисторы «подстроились» под соответствующую температуру).
Весьма часто поиск неисправностей в твердотельных
устройствах — процесс исключения нормально работающих
частей отдельной системы и обнаружение неисправных
элементов.
Для зашиты двигателей
Защита двигателей — другая область эффективного
применения твердотельных устройств. В защитных устройствах
этого типа применен термистор для индикации температуры
двигателя герметичного компрессора. Защита двигателя
твердотельными устройствами является быстродействующей,
обеспечивающей цикличность и умеренность (отсутствие
досадных выключений).
Тепло — главный враг герметичных электродвигателей.
Количество тепла, которое вырабатывается и удерживается в
герметичном двигателе — это следствие тепловой нагрузки и
его коэффициента полезного действия. Часть поступающей в
w~to ремонт холодильников, кондиционеров и... 404
электродвигатель энергии не только преобразуется в тепло,
но и идет на выполнение полезной работы. Срок службы
двигателя в большей мере определяется условиями,
поддерживаемыми в нем. Следовательно, очень важно, чтобы герметичный
двигатель был эффективно защищен. Твердотельные
защитные устройства могут эффективно предохранять двигатель в
течение достаточного для этих целей периода времени.
Наиболее распространенными из используемых защитных
устройств являются одномодульные системы с тремя
датчиками. Датчики внедряются в обмотку герметичного
двигателя, что делает их эффективнее обычных защитных устройств.
Датчики устойчивы к воздействию масла и хладагента,
содержащихся в холодильной машине.
Рис. 14.11 иллюстрирует расположение датчиков в
трехфазном герметичном двигателе. Датчики эффективно
воспринимают температуру в герметичном двигателе. Рис. 14.12 —
график, показывающий значения сопротивлений датчиков, при
которых производится отключение и перезапуск
оборудования. Сопротивление датчиков увеличивается по мере роста
температуры. Эта зависимость побуждает модуль
реагировать и разъединять контактную группу, обеспечивая
размыкание цепей управления компрессора.
Датчик
Датчик /"*
Датчик
Рис. 14.11. Расположение датчиков в трехфазном двигателе
Модуль вместе с его электрическими соединениями
показан на рис. 14.13. Модулю необходимы электропитание,
подключение датчиков, контакты цепей управления, подключение
устройств ручного перезапуска. На рис. 14.14 показаны
электрические соединения, которые необходимо выполнить
между модулем и другими элементами системы.
405
ГЛАВА 14
120
110
100
2 601-
I
М06.50и>
(950м)
(750м)
<7вГР>
ПГочка отключения
перезапуска!
ПвОГР)
<240*FJ
Температура
120
160
200
240
280
Рис. 14.12. График изменения сопротивления датчиков
отключения и перезапускас точками сопротивлений сенсора,
соответствующих отключению и перезапуску
о о
о
s,0
с о
нормально
замкнутые выводы
контакты перезапуска
Рис. 14.13. Электрические соединения модуля
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 400
-м-
С*2 LLS ±2
т TR It—В
А -^ 0L Я^ Т О—(гм) 1
ВЫВОДЫ »1 *-Вт* •-ч I
А/с. /4L /4L Z/e/76 управления устройства с защитным модулем.
(Напечатано с разрешения Carrier Corporation, дочернее
предприятие фирмы United Technologies)
Поиск неисправностей в защитном модуле и датчиках —
простая процедура, требующая всего лишь нескольких
простых проверок с целью выявления состояния модуля и
датчиков. Первая и основная проверка для всей системы — это
установить, замкнуты или разомкнуты управляющие
контакты, исключая таким образом ее общую защиту. Если
управляющие контакты замкнуты, значит, проблема таится в других
элементах. Если же управляющие контакты разомкнуты,
причину неприятностей следует искать в следующих местах:
модуль, датчики и текущее состояние защитных устройств. Если
установлено, что двигатель находится в состоянии
перегрузки, он должен быть проверен на предмет исправности.
Обслуживающий механик должен всегда проверять двигатель и
его состояние перед принятием решения относительно
модуля и датчиков.
Чтобы проверить каждый из трех установленных в
двигателе датчиков, можно воспользоваться вольтметром. При
проверке датчиков следуйте такой методике:
407
ГЛАВА 14
1. Отключите электропитание от цепи.
2. Измерьте максимальное проверяемое напряжение 6 В.
3. Не закорачивайте датчики.
4. Не ставьте перемычки на предохранители.
5. Измерьте сопротивление датчиков:
а) если сопротивление превышает 95 Ом, ожидайте
перезапуска;
б) если датчик разомкнут, установите (вместо него)
резистор 75 Ом, 2 Вт;
в) если датчик исправен, замените модуль.
Основные проверки после выявления причин отказов в
модуле и ^епях датчиков достаточно просты и легки. Если
все датчики исправны — модуль следует заменить. Если один
из датчиков вышел из строя, замените его на сопротивление
75 Ом, 2 Вт. Для проверки модуля с помощью более
детальной методики нужно воспользоваться жгутом проводов. На
рис. 14.15 приведена принципиальная схема жгута проводов.
Многими производителями создаются альтернативные
способы защиты компрессора в случае неисправности датчиков.
Электронные твердотельные элементы могут легко
проверяться на наличие отказов. Обслуживающий механик просто
проверяет сигнал, который передается назад в модуль
управления от термисторов, расположенных в специальном
контролируемом месте.
Сопротивление 75 Ом, 2 Вт
CD
Сопротивление 75 Ои, 2Вт
лллл—— <2Г)
Сопротивление 75 Ом, 2Вт
©
Рис. 14.15. Принципиальная схема жгута проводов
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И...
14.3. СЛОЖНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
Электронные системы управления становятся все более
популярными в крупном оборудовании нагрева и
кондиционирования воздуха, в холодильниках для предприятий торговли,
объединенных в несколько внутренних камер, и в сложных,
компактных и обладающих высоким КПД тепловых насосах.
Сейчас в крупных системах нагрева и кондиционирования
воздуха используется полностью твердотельный модуль
управления всем их оборудованием. В крупных крышных устройствах
в многозонном исполнении особенно часто используют
концепции электронного управления, поскольку электронные
регуляторы дают более высокую эффективность
функционирования и лучшее управление. Часто подобное оборудование
объединяется с устройствами, имеющими регулируемую
подачу нагнетаемого воздуха, которые и далее усложняют систему
управления реализацией перестройки скорости вентилятора.
Торговые холодильные установки, в которых применяется один
конденсаторный блок на несколько камер (как, например, в
крупном бакалейном складе), оснащены электронной
системой для улучшения управления каждой отдельной камерой и
процессом размораживания во всем оборудовании. В
настоящее время производители небольших бытовых тепловых
насосов используют электронные системы, чтобы обеспечить
более совершенное управление в интересах потребителя и
улучшить работу размораживающего цикла наряду с повышением
эффективности оборудования.
Многие производители бытовых тепловых радиаторов
применяют твердотельные системы управления всем их
оборудованием, включая обычную работу, функционирование с
дополнительным нагревом и в размораживающем цикле.
Предполагается, что эти современные тепловые насосы энергетически более
рациональны и лучше воссоздают комфортабельные условия.
Современные тепловые насосы достаточно просты в
плане поиска неисправностей, так как большинством
производителей создаются тестеры для поиска отказов во всем их
оборудовании. Тестер сопровождается подробной инструкцией
по эксплуатации.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ГАЗОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ
ПРИ ПОДКЛЮЧЕННОМ НАГРЕВЕ КОНДЕНСАТОРА
Рис. 14.16(a). Схема работы цикла нагрева крышного
устройства. (Напечатано с разрешения Lennox Industries, Inc.)
1. Ограничитель перегрева этажа (А7) контролирует его
температуру и увеличивает сигнал нагрева, когда последняя превышает
заданное значение (на заводе это значение установлено на 90°F).
2. Реле первого режима нагрева (К74) замыкается при подаче на
него постоянного напряжения 7,5 В, чтобы обеспечить нагрев
конденсатора.
3. При включенном компрессоре 1 реле передачи (КЗО-1)
замыкается с тем, чтобы с помощью термисторного реле (К9)
возобновить потребление тепла конденсатором.
4. Выключатель «Н1» в модуле ЕАЗ замыкается напряжением 6В,
чтобы подать питание на реле привода заслонок К26 и
закрыть их.
5. Выключатель «Н2» в модуле ЕАЗ замыкается напряжением 4,5 В,
чтобы подать питание на реле нагрева 1-го режима К28 и
запустить соответствующую ему секцию горелки. Другая секция
горелки не задействована.
6. При температурах свыше 75°F (23,9°C) реле перегрева (К73)
размыкает 1-ю секцию горелки.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ГАЗОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ ПРИ
ОТКЛЮЧЕННОМ НАГРЕВЕ КОНДЕНСАТОРА
Реле 1 Реле 2
режима режима
нагрева нагрева
Рис. 14.16(6). Схема работы цикла нагрева крышного
устройства (Напечатано с разрешения Lennox Industries, Inc.)
1. Ограничитель перегрева этажа (А7) контролирует его
температуру и уменьшает сигнал нагрева, когда последняя превышает
2. Реле 1-го режима нагрева (К74) замыкается напряжением 7,5 В,
чтобы подать питание на реле привода заслонок и закрыть
наружные заслонки.
3. Выключатель «Н1» в модуле ЕАЗ замыкается напряжением 6 В,
чтобы подать питание на реле 1-го режима нагрева (К28) и
включить первую секцию горелки.
4. При температурах свыше 75°F (23,9 С) реле перегрева (К73)
блокирует весь нагрев.
5. Выключатель «Н2» в модуле ЕАЗ замыкается напряжением 4,5 В
с тем, чтобы подать питание на реле 2-го режима нагрева (К29) и
вторую секцию горелки.
6. DL9 задерживает 2-й режим нагрева на 5 минут.
Крупные крышные устройства становятся все более
сложными из-за насыщения их твердотельными системами
управления. Один производитель крупных крышных устройств
может использовать несколько твердотельных регуляторов для
управления всем их оборудованием. Крупные многозонные
устройства в крышном исполнении обычно имеют
несколько 3QH, контролируемых из одного и того же основного
блока.
В устройствах подобного типа содержится управляющий
термостат на каждую зону, который регулирует в ней клима-
тические параметры столь же успешно, как и работу всего
оборудования. Термостат направляет сигнал к анализатору
нагрузок. Это устройство анализирует сигналы и
устанавливает порядок работы оборудования. Термостат также задает
параметры воздушной смеси, необходимые для каждой зоны.
Двигатели приводов заслонок управляют параметрами
воздушной смеси, направляемой в каждую зону.
пусямммя . ммрмдомыи
Рис. 14.17. Схема последовательности действий в устройстве
с экономайзерным управлением (Courtesy of Johnson Controls, Inc.)
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... а 19
Во многих крышных устройствах используется также
система регулировки подачи нагнетаемого воздуха, которая
управляется твердотельным модулем контроля скорости
двигателя. На рис. 14.16 показана диаграмма газо-теплового
функционирования для устройств подобного типа. Заводское
руководство по обслуживанию обычно необходимо для
обслуживания этого оборудования.
Одним из наиболее распространенных твердотельных
устройств управления является модуль управления
экономайзером, который может устанавливаться во многих
используемых сейчас на практике блоках. Твердотельный
электронный экономайзер получает информацию о
температуре от выбранных им датчиков, интерпретирует ее и
посылает сигналы коррекции в системы нагрева, вентиляции
и кондиционирования воздуха. Схема последовательности
операций при экономайзерном управлении изображена на
рис. 14.17.
Краткие выводы
В производстве устройств нагревания и холодильников
начинают применяться множество твердотельных
элементов и систем управления. Твердотельные элементы и
системы управления делают возможными улучшение
регулировки температуры, совершенствование защитных устройств
и повышение их быстродействия, гибкость управления
скоростью двигателей, большую эффективность систем
оттаивания тепловых насосов и торгового холодильного
оборудования. Твердотельные регуляторы используются в
большинстве устройств — от крупного крышного до
небольшого двигателя герметичного компрессора с
расщеплением фазы.
Твердотельные регуляторы —■ громадный шаг вперед в
сравнении со старыми вакуумными лампами. Новейшие
твердотельные элементы более компактны и долговечны, чем
лампы. Поэтому производители изыскали возможность внедрить
их в цепи управления современных устройств нагрева,
кондиционирования воздуха и холодильников.
Термины «твердотельный» и «полупроводниковый» могут
относиться к одному и тому же устройству.
Полупроводниковые устройства очень многообразны и могут обеспечить
широкий диапазон электрических характеристик, облегчающий
их использование в промышленных системах управления.
Твердотельные устройства имеют один недостаток — они не
могут выдерживать бросков напряжения. Следовательно,
иногда необходимо защищать их от этих воздействий.
Диод и выпрямитель — похожие твердотельные устройства.
Они позволяют напряжению проходить в одном направлении
гораздо легче, чем в другом. Диод рассчитан на ток 1 ампер и
менее, в то время как выпрямитель способен выдерживать
более крупные нагрузки.
Транзисторы используются для усиления сигналов,
поступающих от термисторов, до уровня, вызывающего
срабатывание реле или контактора. Термистор — это устройство,
которое изменяет свое сопротивление вместе с температурой.
Многие используемые в промышленности твердотельные
модули управляют одной функцией оборудования.
Простейшее однофункциональное средство управления действует как
пусковое реле в небольшом герметичном компрессорном
двигателе с расщеплением фазы. Твердотельное устройство
выдержки времени заменило многие реле аналогичного
назначения. Защита двигателей значительно
усовершенствовалась из-за использования твердотельных защитных устройств.
Во многих системах размораживания тепловых насосов
также стали использоваться твердотельные устройства для того,
чтобы достичь лучшего и более эффективного оттаивания
наружных змеевиков в зимнее время.
Крупные системы нагрева и кондиционирования воздуха
также прибегают к помощи твердотельных устройств. Такие
системы значительно более сложны, чем однофункциональ-
ные модули управления. В крупных устройствах
используются твердотельные регуляторы как общая система управления
всем оборудованием.
Поиск неисправностей в твердотельных устройствах
относительно прост. От механика требуется только знание того,
какой сигнал должен подаваться на модуль, чтобы вызвать
а
правильное срабатывание системы. Механик также должен
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 414
учиться находить отказ в модуле и в термисторах,
посылающих сигнал. Многие из твердотельных систем управления
сопровождаются тестерами, с помощью которых их проверка
механиком упрощается. К более крупным системам тем не
менее часто поставляются заводские руководства по
обслуживанию.
Вопросы
1. В чем состоит отличие между вакуумной лампой и
транзистором?
2. Что такое полупроводник?
3. Справедливо ли высказывание: проводимость материалов
играет важную роль в работе полупроводников?
4. Что такое термистор?
5. Какие материалы используются при изготовлении полупро-
" водников?
6. Что такое диод?
7. Что такое выпрямитель?
8. Нарисуйте схему транзистора.
9. Объясните кратко цепь выпрямителя, приведенную на рис.
14.4.
*
10. Что такое транзистор?
11. Для чего предназначено устройство предотвращения
быстрого включения-выключения оборудования?
12. Объясните функционирование твердотельного элемента
облегчения запуска, используемого в конденсаторных
двигателях.
13. Объясните функционирование твердотельного пускового
реле, используемого в герметичных компрессорных
двигателях мощностью менее лошадиной силы.
14. Как современные твердотельные устройства повлияли на
цепи управления тепловых радиаторов.
15. Что такое датчик?
16. Где располагаются датчики, используемые для защиты
двигателей?
17. Что такое точки отключения и перезапуска в отношении
твердотельного устройства защиты двигателя?
18. Какова правильная методика поиска неисправностей в
твердотельном защитном устройстве двигателя?
19. Как аварийная ситуация в твердотельных регуляторах
воздействует на крышные устройства?
20. Справедливо ли высказывание: неисправности в
твердотельных модулях устраняются путем их ремонта?
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Механик или техник, имеющие отношение к
холодильникам, устройствам нагрева и кондиционирования воздуха,
диагностируют неисправности и ремонтируют входящее в
них оборудование. Конечно, преподаватель не в состоянии
охватить все возможные отказы, с которыми столкнется
техник. Однако если учащийся серьезно относится к делу
и имеет широкую базу знаний, он сможет быть вполне
компетентным техником в области такого рода оборудования.
Этот раздел лабораторных работ содержит попытку соеди-
нения знаний студентов с практическим
диагностированием и ремонтом. При этом выделяются основы
функционирования систем и назначение каждого входящего в них
элемента.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
СЧИТЫВАНИЕ ПОКАЗАНИЙ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Цель работы:
Поскольку в оборудовании холодильников, устройств
нагрева и кондиционирования воздуха используются
электрические регуляторы, обеспечивающие требуемые температуру
или климатические условия, вы должны уметь диагностиро-
вать их. Вашим первостепенным инструментом будет
электроизмерительный прибор, поэтому Вам нужно знать, как
пользоваться им для проверки оборудования.
Справки:
Глава 3
Материалы и оборудование:
1. Аналоговый вольтомметр;
2. Цифровой вольтомметр;
3. Амперметр с измерительными клещами.
Порядок выполнения работы:
I. Вы должны знать характер выполняемых электрических
измерений и настроить измерительный прибор на требуемые
диапазон и шкалу.
II. Измерение напряжения: для правильной работы нагрузок
и цепей управления устройств кондиционирования воздуха
требуются определенные напряжения. Большинству систем
управления необходимо напряжение 24 В, а основной нагрузке —
компрессору — напряжения 115, 208, 230 или 460 В. В этом
разделе вы измерите напряжение в системе управления и
сетевое напряжение, потребляемое важными нагрузками устройств.
III. Пользуясь аналоговым вольтомметром и цифровым воль-
томметром, измерьте и запишите напряжения, приложенные к
следующим элементам:
А. Под наблюдением преподавателя:
1. Настенная штепсельная розетка вольт.
2. Компрессор вольт.
3. Двигатель испарительного вентилятора вольт.
4. Двигатель конденсаторного вентилятора вольт.
5. Выход трансформатора вольт.
Б. Самостоятельно:
1. Электрический нагреватель вольт.
2. Настенная штепсельная розетка вольт.
3. Компрессор вольт.
4. Контактор вольт.
5. Двигатель испарительного вентилятора вольт.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 4jg
6. Электродвигатель вольт.
7. Выход трансформатора вольт.
8. Осветительная лампа вольт.
9. Вход трансформатора вольт.
10. Электропечь вольт.
В. Дайте вашему преподавателю проверить измеренные
напряжения.
IV. Пользуясь амперметром с измерительными клещами, измерьте
и запишите ток через следующие устройства:
А Под наблюдением преподавателя:
1. Компрессор ампер.
2. Холодильник ампер.
3. Электрический нагреватель ампер.
4. Двигатель испарительного вентилятора ампер.
5. Двигатель конденсаторного вентилятора ампер.
8. ^Самостоятельно:
1. Компрессор ампер.
2. Контактор ампер.
3. Электрический нагреватель ампер.
4. Двигатель испарительного вентилятора ампер.
5. Электродвигатель .v ампер.
9. Выход трансформатора ампер.
10. Крупный компрессор ампер.
Б. Дайте вашему преподавателю проверить измеренные
значения тока.
V. Пользуясь аналоговым вольтомметром и цифровым вольтоммет-
ром, измерьте и запишите сопротивления следующих элементов
А Под наблюдением преподавателя:
1. Нагреватель ом.
2. Электродвигатель ом.
3. Электрический нагреватель ом.
4. Двигатель испарительного вентилятора ом.
5. Резистор ом.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Б. Самостоятельно:
1. Двигатель компрессора
2. Двигатель компрессора
3. Катушка контактора
4. Катушка реле
5. Первичная обмотка трансформатора
6. Вторичная обмотка трансформатора
7. Электрический нагреватель
8. Предохранитель
9. Термостат ,
10. Электродвигатель
В. Дайте вашему преподавателю проверить измеренные
значения сопротивлений.
VI. Измерьте и запишите характеристики следующих цепей:
1. Компрессор вольт ампер ом.
2. Электрический нагреватель вольт ампер ом.
3. Двигатель испар. вентилят вольт ампер ом.
4 Двигатель конденсатор, вентилят...вольт ампер ом.
5. Электродвигатель вольт ампер ом.
А Дайте вашему преподавателю проверить измеренные
значения.
5. Ответьте наследующие вопросы:
1. Какой шкалой следует пользоваться, если вы измеряете
напряжение, приложенное к устройству кондиционирования
воздуха, но не имеете представления о его значении?
а) самой верхней шкалой;
б) самой нижней шкалой;
в) средней шкалой.
г) шкалой напряжений, которую вы считаете подходящей.
2. Какой шкалой следует воспользоваться, чтобы проверить
сопротивление, приблизительно равное 26 000 Ом
а) Rx1;
б) Rx10;
в) Rx100;
г) Rx1000.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
.... ом.
w""to ремонт холодильников, кондиционеров и... 420
3. Механик проверяет ток через/небольшой
электродвигатель, но не может точно измерить его при незначительном
отклонении стрелки. Он решил намотать проводник,
пропустив нагрузку через клещи амперметра четыре раза. Отсчет
показаний составляет 10А.
Каково истинное значение тока через двигатель?
а) 1 ампер;
б) 2 ампера;
в) 2,5 ампера;
г) 3,5 ампера.
4. В какой точке шкалы электроизмерительный прибор дает
наиболее точные показания?
а) в нижней точке;
б) в средней точке;
в) в верхней точке;
г) прибор точен в любой точке.
5. Преимуществом использования цифрового
измерительного прибора является:
а) не требуется интерполяция значений на шкале прибора;
б) не требуется предварительный выбор шкалы;
в) прибор защищен от неправильного применения;
г) простота измерений высоких напряжений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ
И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Цель работы:
Основные проблемы, встречаемые при поиске
неисправностей в устройствах нагрева, кондиционирования воздуха и
холодильников, носят электрический характер.
Последовательные цепи обычно используются как системы управления,
поэтому если один из расположенных в них регуляторов
размыкается, нагрузка удаляется из цепи. Параллельные цепи
используются для электропитания нагрузок в оборудовании.
Последовательно-параллельные цепи, которые сочетают в себе
последовательные и параллельные цепи, используются во
многих системах управления.
Справки
Глава 2
Материалы и оборудование:
1. Два патрона с элементами крепления (цоколей
осветительных ламп);
2. Тестовый шнур со 110-вольтовой вилкой;
3. Провода;
4. Проводные зажимы;
5. Три однополюсных выключателя;
6. Два конусных нагревателя (600 Вт);
7. Один вольтомметр;
ремонт холодильников, кондиционеров и... 422
8. Один амперметр с измерительными клещами;
9. Один лист фанеры размером 30x30 см;
10. Шурупы в ассортименте;
11. Один соединительный щиток;
12. Две 60-ваттные осветительные лампы;
13. Один 5-амперный пробковый плавкий предохранитель.
Порядок выполнения работы:
А. Монтаж и расчеты последовательных цепей:
1. Укрепите рядом 2 патрона на середине листа фанеры на
расстоянии приблизительно 15 см. Установите
соединительный щиток на 4 дюйма выше патронов. Фанерный
лист должен быть похож на лаб. рис. 1. Отметьте выводы
патронов соединительного щитка так, как показано на
рисунке.
\4
L, G
О О О О О О
о о о о о о
Соедшштелышй щшт
% 4
Патроны с элементами
крепления
Н
Лаб. рис. 1
Смонтируйте провода на листе, как показано на лаб. рис.2.
Два патрона формируют последовательную цепь,
схематически изображенную на лаб. рис. 3.
Подключите тестовый шнур со 110-вольтовой вилкой к
клеммам L и G соединительного щитка.
Дайте возможность инструктору проверить
последовательную цепь.
Установите 2 конусных нагревателя в патроны.
423
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лаб. рис. 2
Лаб. рис. 3
6. Подключите цепь в 110-вольтовую розетку. Проведите и
запишите в следующую таблицу результаты
предписанных ею электроизмерений.
Измерено Рассчитано
а) Напряжение между точками Lt и G_
б) Напряжение между точками 1 и 2 _
в) Напряжение между точками 3 и 4 _
г) Напряжение между точками L1 и 2 _
д) Полное сопротивление
е) Общий ток
7. Подсчитайте необходимые данные и запишите их в таблицу.
8. Выньте вилку цепи из 110-вольтовой розетки.
9. Пригласите преподавателя проверить рассчитанные и
измеренные значения электрических величин.
10. Отключите последовательную цепь от соединительного
щитка.
11. Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи
с одним выключателем и патронами. Воспользуйтесь
вашей схемой для монтажа цепи и подключите ее к клеммам
jrC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 424
L1 и G соединительного щитка. Удалите конусные
нагреватели из последовательной цепи и установите на их
место две осветительные лампы.
12. Пригласите преподавателя проверить вашу
принципиальную схему и собранную цепь.
13. Подключите последовательную цепь в 110-вольтную
розетку и замкните выключатель. Обратите внимание на
яркость свечения ламп и запишите напряжение,
приложенное к каждой из них.
Лампа 1 (выводы 1 и 2): вольт;
лампа 2 (выводы 3 и 4) вольт.
14. Разомкните выключатель и отключите цепь от 110-воль-
тового источника питания.
15. Удалите осветительную лампу из патрона 2 и установите
5-амперный пробковый предохранитель.
16. Подключите последовательную цепь в 110-вольтовую
розетку и замкните выключатель. Обратите внимание на
яркость свечения лампы и запишите напряжение,
приложенное к каждому цоколю.
фсветительная лампа 1 (выводы 1 и 2): вольт;
цоколь 2 (выводы 3 и 4): вольт.
17. Разомкните выключатель и отключите цепь от 110-воль-
тового источника питания.
18. Выньте вилку цепи из 110-вольтовой розетки.
19. Разберите цепь на фанерном листе за исключением 110-
вольтового тестового шнура, подключенного к клеммам
L1 и G соединительного щитка.
20. Вопросы:
а) Почему свечение ламп в п. 12 является более
тусклым, чем свет одной лампы в п. 15?
б) Почему напряжения, приложенные к патронам в п. 12
и в п. 15, отличаются?
Б. Монтаж и расчеты параллельных цепей
1. Соберите схему на фанерном листе в соответствии с лаб.
рис. 4. Два патрона подключены параллельно, как
показано на лаб. рис. 5.
2. Пригласите преподавателя проверить вашу параллельную цепь.
3. Установите два конусных нагревателя в патроны.
425
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
4. Поключите цепь к 110-вольтной розетке. Выполните и
запишите в следующую таблицу результаты предписанных
ею электрических измерений.
а) Напряжение между точками L1 и G_
б) Напряжение между точками 1 и 2
в) Напряжение между точками 3 и 4
г) Ток между точками Ц и 1
д) Ток между точками 1 и 3
е) Общий ток
ж) Сопротивление между точками 1 и 2
з) Сопротивление между точками 3 и 4
и) Полное сопротивление
Измерено Рассчитано
в
Ч G
о о 6 6 о о
о о о о о о
и-
са
Лаб. рис. 4
5. Выньте вилку цепи из 110-вольтовой розетки.
6. Подсчитайте необходимые данные и запишите их в таблицу.
7. Пригласите преподавателя проверить измеренные и
рассчитанные значения.
8. Отключите параллельную цепь от соединительного щитка.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 426
В. Последовательно параллельные цепи:
1. Последовательно-параллельные цепи являются
комбинацией последовательных и параллельных цепей.
Электрические схемы большей части оборудования
кондиционеров состоят из последовательно-параллельных цепей.
Пример последовательно-параллельной цепи приведен на рис.
2.10 в главе 2.
2. Нарисуйте принципиальную схему
последовательно-параллельной цепи в соответствии со следующими
инструкциями:
а) Цепь А: управляет двумя соединенными
параллельно осветительными лампами посредством
выключателя, подключенного последовательно с обеими
лампами.
б) Цепь Б: Соединяет параллельно две осветительные
лампы и управляет ими с помощью выключателей,
подключенных последовательно с каждой из них.
в) Цепь В: Соединяет выключатель последовательно с
параллельной комбинацией обеих осветительных
ламп, каждая из которых имеет установленный
последовательно с ней выключатель.
г) Пригласите преподавателя проверить каждую
принципиальную схему.
д) Правильно соберите схемы А, Б и В. Пригласите
преподавателя проверить каждую из них перед тем,
как подать напряжение 110 В и действовать
выключателями.
е) Снимите все провода и оборудование с фанерного
листа и верните их на надлежащее место.
В. Ответьте на следующие вопросы:
1. Две 110-вольтовые осветительные лампы, соединенные
последовательно, при напряжении в цепи 110 В будут:
а) перегорать немедленно;
б) гореть нормально;
в) гореть тускло;
г) ни один из вышеперечисленных пунктов.
2. Две 110-вольтовые осветительные лампы, соединенные
параллельно, при напряжении в цепи 110 В будут:
427
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
а) перегорать немедленно;
б) гореть нормально;
в) гореть тускло;
г) ни один из выше перечисленных пунктов.
3. Термостат, выключатель высокого давления, выключатель
низкого давления подключены последовательно с
небольшим компрессором.
Если выключатель изкого давления разомкнут, компрессор:
а) продолжит работать;
б) немедленно остановится;
в) остановится, если все три защитных выключателя ра-
зомкнутся^
г) ни один из вышеперечисленных пунктов.
4. Четыре осветительных лампы одинаковой мощности
соединены параллельно при напряжении в цепи 110 В.
Напряжение на каждой лампе составляет:
а) 110 В;
б) 55 В;
в) 27,5 В;
г) 0 В.
5. Четыре осветительных лампы одинаковой мощности
соединены последовательно при напряжении в цепи 440 В.
Напряжение на каждой лампе составляет В.
а) 440 В;
б) 220 В;
в) 110 В;
г) 55 В.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ НА СХЕМАХ
Цепь работы:
Вы должны знать, как читаются принципиальные схемы
систем управления, чтобы находить неисправности в
электрических цепях оборудования интересующих Вас устройств.
Следовательно, Вам нужно уметь распознавать
обозначения электрических элементов систем управления. Хотя
большинство используемых в промышленности обозначений
стандартны, всегда сверяйте с легендой принципиальных
схем их названия; при этом Вы найдете некоторые
отличия.
Справки:
Разделы 4.1—4.6
Материалы и оборудование:
1. Набор обычных электрических элементов;
2. Автономный кондиционер;
3. Тепловой радиатор.
Порядок выполнения работы:
А. Идентифицируйте обозначения, приведенные ниже:
429
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
н\
2.
3.
4.
5.
6.
7.
*
~Ь"
Г
сн
-%■
8- JL JLJ.
-L -L J- 1
TTTI
ю.
п.
12.
"V
"■—£•
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
-7+f-
пппплп
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 43Q
Б. Нарисуйте обозначения для следующих элементов:
1. Предохранитель;
2. Красный сигнальный индикатор;
3. Компрессорный двигатель;
4. Трехскоростной двигатель комнатного вентилятора;
5. Катушка клапана оттаивания;
6. Нагреватель картера;
7. Термостат нагрева;
8. Термостат охлаждения;
9. Трехфазный компрессорный двигатель;
10. Реле с нормально разомкнутыми и нормально
замкнутыми контактами;
11. Магнитное защитное устройство;
12. Трансформатор;
13. Электрический конденсатор;
14. Выключатель низкого давления (замыкается при
повышении давления);
15. Выключатель высокого давления (размыкается при
повышении давления);
16. Тепловое защитное устройство;
17. Катушка соленоидного вентиля нагнетательной линии;
18. Дополнительный нагреватель;
19. Трехполюсный контактор;
20. Магнитный пускатель.
В. Нарисуйте обозначения электрических элементов:
1. Отберите 10 различных электрических элементов;
2. Нарисуйте обозначение для каждого элемента;
3. Пригласите преподавателя проверить обозначения;
Г. Поиск нужных элементов по их обозначениям:
1. Ваш преподаватель выберет устройство, в котором следует
распознать следующие элементы:
а) Двигатель конденсаторного вентилятора;
б) Двигатель испарительного вентилятора;
в) Компрессорный двигатель;
г) Трансформатор;
д) Термостат;
е) Электрический конденсатор.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
2. Найдите в тепловом радиторе, выбранном Вашим
преподавателем, следующие элементы:
а) Катушку клапана оттаивания;
б) Электрический резистивный нагреватель;
в) Выключатель низкого давления;
г) Нагреватель картера;
д) Реле оттаивания;
е) Контактор;
ж) Тепловое защитное устройство для электрических
нагревателей.
Д. Ответьте наследующие вопросы
1. Сколько двигателей изображено на рис. 4.21?
а) один;
б) два;
в) три;
г) четыре.
2. Элемент 0FC1 на рис. 13.8 является:
а) двухполюсным контактором;
б) трехполюсным контактором;
в) четырехполюсным контактором;
г) двухполюсным реле.
3. Реле оттаивания на рис. 13.22 является:
а) реле с двумя нормально разомкнутыми контактами
и одним нормально замкнутым контактом.
б) реле с двумя нормально замкнутыми контактами и
одним нормально разомкнутым контактом.
в) реле с тремя нормально разомкнутыми контактами.
г) реле с одним нормально разомкнутым контактом.
4. Сколько термостатов нагрева изображено на рис. 13.22?
а) один;
б) два;
в) три;
г) четыре.
5. Двигатель комнатного вентилятора на рис. 13.22 является:
а) односкоростным двигателем.
б) двухскоростным двигателем.
в) трехскоростным двигателем.
г) четырехскоростным двигателем.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ЧТЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
Цель работы
Принципиальная схема показывает систематизированный
план системы управления. Она может рассказать вам как,
когда и почему система работает так, как она работает.
Чтение схем — достаточно простое занятие, если рассматривать
каждую их цепь в отдельности вместо того, чтобы пытаться
понять их целиком. Все принципиальные схемы разбиты на
основные цепи, и каждая цепь, как правило, содержит одну
нагрузку.
Справки
Разделы 4.8-4.11
Порядок выполнения работы
А. Ответьте на следующие вопросы, пользуясь рис. 4.21.
1. Выключатели высокого давления и низкого давления
подключаются к компрессорному двигателю:
а) последовательно;
б) параллельно.
2. Компрессорный двигатель защищен с помощьюзащитно-
го устройства
а) внутрикопусного
б) внешнего
433 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ йГГЪ
3. Двигатель конденсаторного вентилятора защищен с
помощью защитного устройства:
а) внутрикорпусного;
б) внешнего;
4. Контактор коммутируется с помощью:
а) рубильника;
б) выключателя высокого давления;
в) термостата охлаждения;
г) ни одним из названных устройств.
5. Когда переключатель вентилятора находится в положении
«On» (Включено), комнатный вентилятор будет:
а) работать только при замыкании термостата
охлаждения;
б) работать, когда температура превышает 95°F;
в) работать непрерывно;
г) работать иначе;
6. Напряжение на первичной обмотке трансформатора
составляет:
а) 230 В;
б) 208 В;
в) 115 В;
г) 208/230 В. '
7. Компрессор и двигатель конденсаторного вентилятора
запускаются:
а) в разное время;
б) в одно и то же время;
8. Компрессор и двигатель конденсаторного вентилятора
подключены:
а) последовательно;
б) параллельно.
9. Опишите порядок работы конденсаторного блока.
10. Пригласите преподавателя проверить ответы на вопросы 1—9.
Б. Ответьте на следующие вопросы, пользуясь рис. 12.6.
1. Цепи управления блоком являются:
а) цепями сетевого напряжения;
б) цепями низкого напряжения;
2. Термостат циклически включает-выключает:
а) компрессор;
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 434
б) двигатель комнатного вентилятора;
в) компрессор и двигатель комнатного вентилятора;
г) ни одно из названных устройств.
3. Удерживающее реле и комплект времязадающих устройств
работают вместе как:
а) средство управления функционированием;
б) предназначены для исключения частого включения-
выключения;
в) предназначены для создания задержки комнатному
вентилятору;
г) имеют другое назначение.
4. На реле наружного вентилятора питание подается с
помощью термостата, запускающего:
а) компрессор;
б) двигатель комнатного вентилятора;
в) двигатель уличного вентилятора;
г) нагреватель картера.
5. На катушку контактора питание подается путем замыкания:
а) термостата;
б) выключателя высокого давления;
в) контактов удерживающего реле (3 и 1);
г) контактов таймера (А и А1);
д) всех названных устройств.
6. Если устройство переходит в режим охлаждения, питание
на катушку удерживающего реле подается с помощью:
а) контактов удерживающего реле HR (3 и 1);
б) контактов удерживающего реле HR (5 и 4);
в) контактов таймера (А и А1);
г) контактов реле наружного вентилятора OFR.
7. Опишите порядок работы автономного кондиционера.
8. Пригласите преподавателя проверить ваши ответы на
вопросы 1—7.
В. Ответьте наследующие вопросы,пользуясь рис. 13.12:
1. Питание на управляющее реле подается с помощью:
а) размыкания выключателя высокого давления HPS;
б) размыкания встроенного термостата IT;
в) замыкания комнатного термостата;
г) трансформатора.
435
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
2. Нагреватель картера включается:
а) цикле с включенным компрессором («On cycle»);
б) цикле с выключенным компрессором («Off cycle»).
3. Управляющее реле содержит:
а) два нормально разомкнутых контакта;
б) два нормально замкнутых контакта;
в) один нормально разомкнутый и один нормально
замкнутый контакт;
г) два нормально разомкнутых и один нормально
замкнутый контакты.
4. Сколько защитных устройств расположено в цепи
катушки контактора?
а) 2;
6)3;
в) 4;
г) 5.
5. Какой из следующих регуляторов предотвратит подачу
напряжения на управляющее реле CR?
а) НН;
б) LP;
в) IT;
г) 0L1.
6. Какой основной компонент оборудования будет включен,
когда на катушку управлющего реле CR подается
напряжение после по меньшей мере 5 минут работы блока в
цикле с выключенным компрессором?
а) компрессор;
б) двигатель конденсаторного вентилятора;
в) нагреватель картера;
г) контактор и двигатель конденсаторного вентилятора.
7. Объясните работу таймерных переключателей (с
контактами А, А1 и А2; с контактами В, В1 и В2) и удерживающего
реле HR.
8. Опишите порядок работы конденсаторного блока.
9. Пригласите преподавателя проверить ваши ответы на
вопросы 1—8.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 430
Г. Пользуясь рисунком 13.22,ответьте наследующие
вопросы.
1. Эта система управления находится:
а) в газовой печи;
б) в автономном кондиционере;
в) в холодильной установке с хладоносителем;
г) в тепловом насосе.
2. Термостат этого устройства имеет:
а) один режим охлаждения, один режим нагрева;
б) два режима охлаждения, один режим нагрева;
в) два режима охлаждения, два режима нагрева;
г) один режим охлаждения, два режима нагрева.
3. Уличный вентилятор OFM выключается, когда:
а) снимается напряжение с реле оттаивания;
б) снимается напряжение с управляющего реле;
в) подается питание на реле комнатного вентилятора;
г) при других обстоятельствах.
4. Какое устройство будет отключено, когда в обычном
режиме нагрева напряжение подается на катушку реле от-
1 таивания?
а) RVS;
б) OFM;
в) IFM;
г) а и б.
5. Термостат оттаивания DFT при замыкании
размораживающий цикл:
а) запускает;
б) прерывает.
6. Напишите порядок работы теплового насоса.
7. Пригласите преподавателя проверить Ваши ответы на
вопросы 1-6.
Д. Пользуясь рис. 4.30, ответьте наследующие вопросы:
1. Трансформатор расположен:
а) в уличном блоке;
б) в комнатном блоке;
в) в модуле с разъединителем 1;
г) ни в одном из названных устройств.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБО ТЫ
2. На что подает питание термостат первого режима
охлаждения?
а) контактор мотор-компрессора (MS);
б) реле комнатного вентилятора (F);
в) катушку переключения вентиля (SC);
г) таймер оттаивания (DFT).
3. На что подает питание термостат второго режима
охлаждения?
а) контактор мотор-компрессора (MS);
б) реле комнатного вентилятора (F);
в) катушку переключения вентиля (SC);
г) таймер оттаивания (DFT);
д) устройства, названные в пп. а и 6.
4. На что подает питание термостат первого режима нагрева?
а) катушку переключения вентиля (SC);
б) контактор мотор-компрессора (MS);
в) реле комнатного вентилятора (F);
г) контактор дополнительного нагрева (АН);
д) устройства, назанные в пп. б и в.
5. На что подает питание термостат второго режима
нагрева?
а) катушку переключения вентиля (SC);
б) контактор мотор-компрессора (MS);
в) реле комнатного вентилятора (F);
г) контактор дополнительного нагрева (АН);
д) устройства, назанные в пп. в и г.
6. На какие элементы подается питание, когда
переключатели RHS-1 и RHS-2 установлены в положении аварийного
нагрева?
а) контактор дополнительного нагрева (АН);
б) контактор мотор-компрессора (MS);
в) катушку переключения вентиля (SC);
г) компрессор.
7. На рабочий конденсатор CR-A питающее напряжение
подается через:
а) контактор мотор-компрессора (MS);
б) катушку переключения вентиля (SC);
в) реле комнатного вентилятора (F);
г) подключением соединителя 1.
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 4gg
8. В размораживающем цикле двигатель наружного
вентилятора:
а) включен;
б) выключен.
9. Размораживающий цикл прерывается посредством:
а) контактов 3 и 5 таймера оттаивания (DFT);
б) термостатом прерывания оттаивания (DT);
в) контактами 3 и 5 таймера оттаивания или
термостатом прерывания оттаивания; -
г) датчиком наружной температуры (ODS);
10. Напишите порядок работы теплового радиатора.
11. Пригласите преподавателя проверить ваши ответы на
вопросы 1—10.
£ Нарисуйте схемы соединений, соответствующие
следующим определениям устройств:
1. Блочного типа: 3-тонный автономный кондиционер.
2. Компрессорного типа: конденсаторный двигатель со всто-
енной защитой.
3. Двигатель испарительного вентилятора: в двухскоростном
исполнении.
4. Двигатель конденсаторного вентилятора: в односкорост-
ном исполнении.
5. Система управления: с напряжением 24 В.
6. Защитные устройства: выключатели низкого и высокого
давления.
Ж. Ответьте на следующие вопросы:
1. Элементы принципиальной схемы изображаются:
а) во включенном состоянии;
б) в отключенном состоянии;
2. Принципиальная схема является:
а) точным изображением панели управления с
соединительными проводами;
б) схемой установки оборудования;
439
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
в) структурой панели управления в виде совокупности
ее цепей;
г) ничем из вышеназванного.
Принципиальная схема наиболее важна для:
а) для обслуживания систем управления кондиционеров;
б) для поиска элементов на панели управления;
в) для установки оборудования кондиционеров;
г) для владельца помещения.
Большинство изображенных на принципиальной схеме
нагрузок соединены:
а) последовательно;
б) параллельно.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ВЫбОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ
ДЛЯ КОНДЕНСАТОРНЫХ БЛОКОВ
КОНДИЦИОНЕРОВ
Цель работы
Самое главное — правильно выбрать сечения силовых
проводов, монтируемых на устройстве. Неполноценное
электропитание способно повредить оборудование. Пользуйтесь
инструкциями по установке оборудования или Национальным
Электрическим Стандартом для выбора сечений и проверки
проводов, подающих электропитание на устройство. Вам
также необходимо придерживаться местных стандартов,
постановлений муниципальных органов и Национального
Электрического Стандарта при выполнении монтажа
электропроводки на распределтельных щитах и оборудовании.
Справки
Глава 6
Материалы и оборудование:
1. Национальный Электрический Стандарт.
2. Инструкции по установке устройства, предоставленные
преподавателем.
3. Конденсаторный блок кондиционера.
4. Провода и комплектующие для подключения
электропроводки к устройству.
441
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Порядок выполнения работы:
А. Выбор сечений электропроводки конденсаторного
блока с помощью инструкций по его установке.
1. Найдите преподавателя для выделения конденсаторного
блока кондиционера.
2. Прочтите в инструкции по установке раздел по монтажу
электропроводки на устройстве.
3. Следуйте методике, описанной в инструкции по установке,
в целях определения необходимого сечения провода для
выделенного вам блока. Запишите расстояние между
конденсаторным блоком и распределительным щитом.
(Примечание: тип изоляционного покрытия провода
играет важную роль для величины его токовой нагрузки.)
4. Заполните таблицу данных А.
Таблица данных А
Модель конденсаторного блока номер:
Серийный номер конденсаторного блока:
Расстояние между источником электропитания и блоком:
Сечение проводов для установки:
Составьте список материалов, необходимых для завершения
установки блока:
5. Пригласите преподавателя проверить размеры сечений
проводов и список материалов для выделенного им
конденсаторного блока.
Б. Выбор сечений электропроводки для конденсаторного
блока с помощью Национального Электрического
Стандарта.
1. Найдите преподавателя для выделения конденсаторного
блока кондиционера.
2. Пользуясь Национальным Электрическим Стандартом,
HtMOH Г ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... ££2
определите сечения электропроводки, соединяющей
выделенный конденсаторный блок с электрическим
распределительным щитом.
(Примечание: Если Вам необходима помощь, обратитесь
к разделу 6.1).
3. Подсчитайте падение напряжения в проводнике между
блоком и щитом.
4. Заполните таблицу данных Б.
Таблица данных Б
Модель конденсаторного блока номер:
Серийный номер конденсаторного блока:
Расстояние между источником электропитания и блоком:
Сечения проводов для монтажа электропроводки:
Составьте список материалов, необходимых для завершения
установки блока
5. Пригласите преподавателя проверить размеры сечений
проводов и список материалов для выделенного им
конденсаторного блока.
В. Ответьте наследующие вопросы:
1. Какое сечение имеет провод с предельной токовой
нагрузкой 65 А и изоляцией типа THWN?
а) №10;
б) № 8;
в) № 6;
г) № 4.
2. Какое сечение и тип изоляции должен иметь проводник
для питания конденсаторного блока, компрессор
которого потребляет ток 36 А, а двигатель конденсаторного
вентилятора — 5 А?
а) № 6 TW;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
б) № 8 TW;
в) № 10 THWN;
г) № 12 THWN.
3. Обслуживающий механик всегда должен проверять
падение напряжения:
а) в коротких силовых цепях (длиной менее 50 футов);
б) в длинных силовых цепях (длиной более 200 футов);
в) в любой из этих цепей;
г) ни в одной из этих цепей.
4. При наличии сомнений в методике прокладки
электропроводок и отсутствии действующих местных стандартов
всегда:
а) придерживайтесь Национального Электрического
Стандарта;
б) подводите провод номер 8 TW к конденсаторным
блокам мощностью более 5 л. с;
в) пользуйтесь законом Ома;
г) нет правильного ответа.
5. Самым лучшим из всех проводников для силовых
электропроводок является:
а) аллюминий:
б) медь:
в) медь с никелевым покрытием:
г) серебро.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
КОНДЕНСАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
Цель работы:
Большая часть однофазного оборудования содержит по
меньшей мере один, а возможно, и несколько конденсаторов
для содействия электродвигателю в процессе запуска. В
некоторых двигателях конденсатор (рабочий) остается в их
пусковых цепях для создания хороших рабочих
характеристик; в других — конденсатор (пусковой) отключается от
цепей после запуска двигателя. Для коммутации этого
конденсатора обычно используются некоторые типы реле или
центробежных выключателей. Рабочий конденсатор наполнен
маслом для облегчения рассеяния тепла, однако пусковой
конденсатор не имеет средств для этого. Вы должны уметь
распознавать состояние конденсаторов и понимать правила,
используемые для их замены на не полностью совпадающий
с ними аналог. В этом лабораторном упражнении Вы
проверите конденсаторы в цепях двигателя и определите
правильные варианты их замены.
Справки
Раздел 7.5
Материалы и оборудование:
1. 20 пронумерованных конденсаторов;
2. Вольтомметр;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
3. Тестеры конденсаторов;
4 Резистор 15 000 Ом, 2 Вт.
Порядок выполнения работы:
А Определение номинала и типа конденсатора:
1. Получите 20 конденсаторов у вашего преподавателя.
2. С помощью резистора 15000 Ом, 2 Вт замкните выводы
конденсаторов для разрядки любого из них, которые
могут быть заряжены.
(Примечание: конденсаторы часто остаются
заряженными даже во время хранения на полке. Будьте осторожны.)
3. Запишите типы, значения напряжений и емкостей (в
микрофарадах) конденсаторов, пронумерованных от 1 до 10.
4. Пригласите преподавателя проверить вашу рабочую
таблицу.
Б. Проверка состояния конденсаторов:
1. Проверьте 20 конденсаторов с помощью
конденсаторного тестера и вольтомметра.
2. Запишите о состоянии каждого конденсатора как
«исправен», «замкнут», или «оборван».
3. Пригласите преподавателя проверить вашу рабочую
таблицу.
В. Ответьте на следующие вопросы, пользуясь
правилами в разделе 7.5 книги:
1. Общая емкость двух соединенных последовательно
конденсаторов емкостью 150 мкФ равна:
а) 25 мкФ;
б) 50 мкФ;
в) 75 мкФ;
г) 100 мкФ.
2. Общая емкость соединенных параллельно конденсаторов
с емкостями 15 и 45 мкФ равна
а) 11 мкФ;
б) 30 мкФ;
в) 60 мкФ;
г) 675 мкФ.
W~fo РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... ^g
3. Каким пусковым конденсатором может быть заменен
пусковой конденсатор 210 мкФ, 250 В?
а) 150 мкФ, 250 В;
б) 210 мкФ, 330 В;
в) 285 мкФ, 250 В;
г) 210 мкФ, 150 В.
4. Каким конденсатором может быть заменен пусковой
конденсатор 150 мкФ, 330 В?
а) 150 мкФ, 660 В;
б) 190 мкФ, 330 В;
в) 190 мкФ, 150 В;
г) 150 мкФ, 250 В.
5. Каким конденсатором может быть заменен рабочий
конденсатор 30 мкФ, 330В?
а) двумя соединенными параллельно конденсаторами
15 мкФ, 330 В;
б) 20мкФ, 330 В;
в) 25 мкФ, 330 В;
г) 40 мкФ, 330 В.
6. -Каким конденсатором может быть заменен конденсатор
конденсатор 5 мкФ, 440 В?
а) 4 мкФ, 440 В;
б) 5мкФ, 250 В;
в) 5 мкФ, 370 В;
г) 5 мкФ, 550 В.
7. Пригласите преподавателя проверить ваши ответы на
вопросы 1—6.
Г. Ответьте наследующие вопросы:
1. Пусковой конденсатор повышает в электродвигателе:
а) пусковой вращающий момент;
б) рабочие характеристики;
в) мощность;
г) нет правильного варианта ответа.
2. Рабочий конденсатор предназначен для того, чтобы:
а) все время оставаться в электрической цепи;
б) отключаться от электрической цепи;
в) отключаться от электрической цепи только при
низких скоростях вращения двигателя;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
г) нет правильного варианта ответа.
3. Рабочий конденсатор физически крупнее пускового кон-
десатора, потому что:
а) он имеет более высокую емкость;
б) он имеет более высокое номинальное напряжение;
в) он рассеивает больше тепла;
г) нет правильного варианта ответа.
4. Вольтомметр указывает на исправный конденсатор, когда
его стрелка движется:
а) остается на 0;
б) к бесконечному сопротивлению и останавливается
на нем;
в) одному и тому же измеримому сопротивлению и
останавливается на нем;
г) 0 и возвращается обратно к бесконечно большому
сопротивлению.
5. Какое из следующих обстоятельств указывает на
неисправный конденсатор?
а) обрыв;
б) короткое замыкание;
в) а и б;
г) нет правильного варианта ответа.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Цель работы:
Электродвигатели — наиболее важная нагрузка в
устройствах нагрева, кондиционирования или холодильниках. Вы
должны уметь распознавать различные типы двигателей для
того, чтобы производить в них поиск неисправностей и
ремонт. Основными типами используемых в промышленности
двигателей являются двигатели с расщеплением фазы, с
экранированными полюсами, конденсаторные, конденсаторные
с конденсаторным пуском и трехфазные. Эта лабораторная
работа поможет вам распознавать, производить поиск
неисправностей и замену различных типов электродвигателей. Здесь
также кратко рассматриваются пусковые элементы, как,
например, реле и выключатели.
Справки
Главы 7 и 8
Материалы и оборудование:
1. Двигатель с экранированными полюсами;
2. Конденсаторный двигатель;
3. Двигатель с расщеплением фазы;
4. Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском;
5. Трехфазный двигатель;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
6. 10 двигателей для распознавания и поиска неисправностей;
7. Вольтомметр;
8. Амперметр с измерительными клещами;
9. Разнообразные подручные средства.
Порядок выполнения работы:
А Распознавание типов электродвигателей:
1. Получите 10 электродвигателей у преподавателя.
2. Распознайте 10 двигателей и запишите тип каждого в
следующую таблицу.
(Примечание: Несколько обстоятельств могут помочь вам
в распознавании двигателей: (1) осмотрите двигатель и
его фирменную табличку; (2) двигатели с
экранированными полюсами имеют экранирующий виток, который
может легко опознаваться; (3) принадлежность к
конденсаторным двигателям может легко устанавливаться, поскольку
их обмотки выглядят как хитросплетение проводов; (4)
двигатели с расщеплением фазы и конденсаторные
двигатели с конденсаторным пуском могут иметь открытое
исполнение и монтироваться на каркасе или быть
запаянными герметичными мотор-компрессорами. Двигатели
открытого типа могут, как правило, распознаваться по
конденсаторам в их верхней части. Практически невозможно
выяснить тип герметичного мотор-компрессора без
литературы от его производителя. Конденсаторные двигатели
с конденсаторным пуском используются почти
исключительно в герметичных компрессорах; (5) трехфазные
двигатели узнаются по их фирменным табличкам. Если вы
затрудняетесь в распознавании двигателей, обратитесь к
Справкам.)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 450
8.
9.
10.
3. Пригласите преподавателя проверить результаты вашего
распознавания двигателей.
Б. Электродвигатели с экранированными полюсами:
1. Получите двигатель с экранированными полюсами у
вашего преподавателя.
2. Проверьте обмотки двигателя вольтомметром, запишите
их измеренные сопротивления и нарисуйте его
принципиальную схему.
3. Подключите провода к двигателю с экранированными
полюсами, убедившись при этом, что они ведут к
подходящему источнику электропитания.
4. Пригласите преподавателя проверить выполненные вами
подключения и схему.
5. Приведите двигатель в движение и запишите его ток.
:б. Определите местонахождение двигателя с
экранированными полюсами в образце оборудования лабораторной
работы.
В. Конденсаторный двигатель:
1. Получите конденсаторный двигатель у вашего
преподавателя.
2. Проверьте обмотки двигателя вольтомметром, запишите их
измеренные сопротивления и нарисуйте его
принципиальную схему.
3. Пригласите преподавателя проверить вашу
принципиальную схему.
4. Подключите конденсатор требуемого номинала к
двигателю, убедившись при этом, что к последнему подведена
электропроводка с подходящим электропитанием.
5. Пригласите преподавателя проверить выполненные вами
подключения.
6. Приведите двигатель в движение и запишите его ток.
7. Определите местонахождение конденсаторного двигателя
в образце оборудования. Исследуйте конденсаторный гер-
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
метичный мотор-компрессор на устройстве
кондиционирования воздуха в лабораторной работе.
Г. Двигатель с расщеплением фазы или двигатель с
конденсаторным пуском открытого типа:
1. Получите двигатель с расщеплением фазы или двигатель
с конденсаторным пуском открытого типа у вашего
преподавателя.
2. Проверьте обмотки двигателя вольтомметром, запишите
их измеренные сопротивления и нарисуйте его
принципиальную схему.
3. Подключите провода к двигателю, убедившись при этом,
что они ведут к подходящему источнику электропитания.
4. Пригласите преподавателя проверить выполненные вами
подключения.
5. Приведите двигатель в движение и запишите его ток.
6. Определите местонахождение двигателя с расщеплением
фазы в образце оборудования. Исследуйте
конденсаторный герметичный мотор-компрессор на устройстве
кондиционирования воздуха в лабораторной работе.
Д. Конденсаторный герметичный мотор-компрессор с
конденсаторным пуском:
1. Получите у вашего преподавателя конденсаторный
герметичный мотор-компрессор с конденсаторным пуском.
2. Проверьте обмотки двигателя вольтомметром, запишите
измеренные сопротивления и нарисуйте его
принципиальную схему.
3. Пригласите преподавателя проверить нарисованную вами
принципиальную схему.
4. Поключите к двигателю и к реле напряжения необходимые
конденсаторы, убедившись при этом, что к последнему
подведена электропроводка с подходящим электропитанием.
5. Пригласите преподавателя проверить выполненные вами
подключения.
6. Приведите двигатель в движение и запишите его ток.
7. Определите местонахождение конденсаторного
мотор-компрессора с конденсаторным пуском внутри блока
кондиционера в лабораторной работе.
jT\\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 452
£ Трехфазный двигатель:
1. Получите трехфазный двигатель у вашего преподавателя.
2. Проверьте обмотки двигателя вольтомметром, запишите
их измеренные сопротивления и нарисуйте его
принципиальную схему.
3. Пригласите преподавателя проверить нарисованную вами
принципиальную схему.
4. Подключите электропроводку к двигателю, убедившись при
этом, что она ведет к подходящему электропитанию.
5. Пригласите преподавателя проверить выполненные вами
подключения.
6. Приведите двигатель в движение и запишите его ток.
7. Измените направление вращения двигателя на
противоположное, поменяв местами любые два провода.
8. Определите местонахождение трехфазного двигателя в
кондиционере торгового назначения, установленном в
магазине.
Ж. Проверка элетродвигателей:
t Получите 10 двигателей у вашего преподавателя в целях
поиска неисправностей.
2. Произведите поиск неисправностей и запишите состояние
двигателя каждого типа в следующую таблицу:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
3. Пригласите преподавателя проверить полученные вами
данные.
3. Ответьте наследующие вопросы:
1. Какой двигатель имеет наивысший пусковой вращающий
момент?
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
а) с экранированными полюсами;
б) конденсаторный;
в) с расщеплением фазы;
г) трехфазный.
2. Неисправные двигательные обмотки могут быть
охарактеризованы как содержащие:
а) короткое замыкание;
б) пробой на корпус;
в) обрыв;
г) все варианты ответов справедливы.
3. Пусковые реле используются в герметичных
мотор-компрессорах:
а) для отключения пусковой обмотки от цепи;
б) для отключения пусковой обмотки и ее элементов
от цепи;
в) для защиты пусковой обмотки;
г) для выполннения всех названных функций.
4. Двигатели с экранированными полюсами используются:
а) небольших вентиляторах;
б) крупных центробежных вентиляторах;
в) мотор-компрессорах;
г) во всех названных устройствах.
5. Трехфазный двигатель обычно изменяет направление
своего вращения на противоположное путем:
а) перестановки местами любых двух фаз;
б) перемотки двигателя;
в) изменением схемы соединения фаз из «звезды» в
«треугольник»;
г) добавлением трех конденсаторов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Цепь работы:
Трансформаторы используются в промышленности, в
первую очередь, для питания систем управления определенным
напряжением: 24 В в бытовом оборудовании и 110 В —- в
торговом и промышленном. Трансформаторы также находят
многочисленные применения, как например понижение и повышение
напряжения, воспламенение масляных форсунок и
электропитание электронных воздушных фильтров. Эта лабораторная
работа охватывает трансформаторы систем управления.
Справки
Разделы 10.1 и 11.6.
Материалы и оборудование:
1. Трансформатор 24-вольтовой системы управления;
2. Трансформатор 110-вольтовой системы управления;
3. Вольтомметр;
4. Соединительные щитки;
5. Основные подручные средства.
Порядок выполнения работы:
А. Поиск неисправностей в трансформаторах:
1. Получите у вашего преподавателя набор трансформато-
455
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ров 24- и 110-вольтовых систем управления.
2. Пользуясь вольтомметром, получите сопротивления
первичных и вторичных обмоток шести трансформаторов и
запишите их значения
(Примечание: Не прикасайтесь к выводам трансформаторов
при проведении измерений. Возможен удар электрического
тока по мере отключения от проверяемых выводов.)
3. Подключите первичную обмотку каждого трансформатора
к подходящему напряжению, а их вторичные обмотки — к
24- или 110-вольтовой нагрузке, такой как катушка
контактора, приведенная в лаб. рис. 6. Произведите эти
подключения на соединительном щитке.
230 или .
110 В
Ьишии
гттлп
-24 В—А
Выключатель
Катушка реле
нлк контактора/
с напряжением 24 В '
Лаб. рис. 6
4. Пользуясь вольтомметром, измерьте напряжения на
первичной и вторичной обмотках каждого трансформатора
при подключенной к ним нагрузке. Запишите результаты
в таблицу.
(Примечание: будьте острожны, когда снимаете
показания с работающих цепей.)
5. Определите состояние каждого трансформатора с
помощью данных в вашей таблице.
6. Пригласите преподавателя проверить ваши выводы.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 450
Б. Установка трансформаторов:
1. Ваш преподаватель выделит устройство для замены
трансформатора.
2. Установите трансформатор в выделенное устройство и
запишите напряжения первичной и вторичной обмоток.
3. Пригласите преподавателя проверить вашу работу.
В. Ответьте на следующие вопросы:
1. В системе управления трансформатор:
а) питает сетевым напряжением;
б) питает напряжением системы управления;
в) повышает напряжение системы управления;
г) не делает ничего из вышесказанного.
2. Нагрузочная способность используемого для замены
трансформатора должна определяться:
а) нагрузке системы управления;
б) наименованию этикетки неисправного
трансформатора;
в) рекомендациям производителя;
: г) всем названным соображениям.
3. Результаты измерения сопротивлений в исправном
трансформаторе будут:
а) нулевыми;
б) бесконечно большими;
в) конечными измеримыми;
г) другими.
4. Что произойдет, если трансформатор с нагрузочной
способностью 40 ВА смонтирован на нагрузке 20 ВА?
а) система управления будет работать;
б) трансформатор сгорит;
в) система управления будет работать в течение
короткого времени;
г) произойдет все, сказанное выше.
5. Системы управления в бытовых кондиционерах обычно
являются:
а) 24-вольтовыми;
б) 110-вольтовыми;
в) 230-вольтовыми;
г) все варианты ответов справедливы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
КОНТАКТОРЫ И РЕЛЕ
Цепь работы:
Контакторы и реле используются в промышленности для
остановки и запуска нагрузок. Основное отличие между
контактором и реле — предельная токовая нагрузка на их
контакты. Обычными отказами контакторов и реле являются
неисправности контактов, катушек (которые носят
преимущественно электрический характер) и выход из строя
исполнительного механизма (что связано главным образом с
механикой). В этой лабораторной работе вы произведете поиск
неисправностей и установку контакторов и реле в цепи,
которые создаются по заданным определениям.
Справки
Разделы 9.1, 9.2 и 11.2.
Материалы и оборудование:
1. Реле и контакторы с катушками, рассчитанными на
напряжение 24, 110 и 230 В.;
2. Трансформатор 24-вольтовой системы управления;
3. Вольтомметр;
4. Соединительный щиток;
5. Выключатели;
6. Основные подручные средства;
7. Удлинитель.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 4gg
Порядок выполнения работы:
I. Функционирование реле и контакторов:
А Поключение 110-вольтового реле.
1. Завершите лаб. рис. 7 таким образом, чтобы
однополюсный выключатель управлял реле, которое включает 110-
вольтовую осветительную лампу. После того как
нарисуете наглядные цепи, изобразите принципиальную схему.
-110 В
110-вольтовая
осветительная
-О
выключатель
Реле со 100-вольтовой
катушкой
: Лаб. рис. 7
2. Пригласите вашего преподавателя проверить обе схемы.
3. Пользуясь собственными схемами, соберите их на
соединительном щитке.
4. Подключите схему к 110-вольтовому источнику
электропитания.
5. Пригласите преподавателя проверить ваши схемы.
6. Приведите их в действие замыканием выключателя.
7. Запишите, что произойдет при замыкании выключателя.
8. Отключите питание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
Б. Поключение 230-вольтовых контакторов
1. Завершите лаб. рис. 8 таким образом, чтобы
однополюсный выключатель управлял контактором, который
включает 110-вольтовую осветительную лампу. После того как
нарисуете наглядные цепи, изобразите принципиальную
схему.
2. Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
459
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
230 В
110 В
выключатель
Реле с 230-вольтовой
катушкой
110-вольтовая
осветительная
лампа
Лаб. рис. 8
3. Пользуясьсхемами, соберите цепь на соединительном
щитке (как и в шаге A3).
4. Подключите схему к 230-вольтовому источнику
электропитания. (Примечание: катушке реле необходимо
напряжение 230 В, но осветительной лампе — только 110 В.
Напряжение между одной фазой 230-вольтовой сети и
землей равно 110 В). Произведите подключения на
соединительных щитках.
5. Пригласите преподавателя проверить ваши схемы.
6. Приведите схемы в действие замыканием выключателя.
7. Запишите, что произойдет при замыкании выключателя.
8. Отключите питание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
в.
1.
Подключение 24-вольтовых контакторов:
Завершите лаб. рис. 9 таким образом, чтобы
однополюсный выключатель управлял реле, которое включает 110-
вольтовую осветительную лампу. После того как
нарисуете наглядные цепи, изобразите принципиальную схему.
Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
Пользуясь схемами, соберите цепь на соединительном
щитке (как и в шаге A3).
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 460
Ц G
110В —
1-110 В —|
UftAAJU
пяпппп
|^24В —|
" Трансформатор
Осветительная
лампа
Ф
SPST
Выключатель
Реле с 24-вольтовой
катушкой
Лаб. рис. 9
А. Подключите схему к 110-вольтовому источнику питания.
(Примечание: катушке реле необходимо напряжение 24
В, которое может быть предоставлено понижающим
трансформатором, но осветительной лампе требуются только
110 В. На трансформатор также должно подаваться
необходимое напряжение. Измерьте напряжение на
трансформаторе.) Произведите необходимые подключения на
соединительном щитке.
5. Пригласите преподавателя проверить ваши цепи.
6. Приведите схемы в действие замыканием выключателя.
7. Запишите, что произойдет при замыкании выключателя.
8. Отключите электропитание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
Г. 24-вольтовое реле в схеме управления:
1. Завершите лаб. рис. 10 таким образом, чтобы
однополюсный выключатель управлял реле, которое включает 110-
вольтовую осветительную лампу при замкнутом и
разомкнутом выключателе. После того как вы нарисуете
наглядные цепи, изобразите принципиальную схему.
461
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Ц G
110 В —
U—по в—|
Uo.OQ.ftJ
ГШТГО']1
I— 24B—|
Трансформатор
SPST
нов
Осветительная
ФФ
Выключатель Реле с 24-вольтовой
катушкой
Лаб. рис. 10
2. Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
3. Пользуясь схемами, соберите цепь на соединительном щитке
(как и в шаге A3).
4. Подключите схему к 110-вольтовому источнику питания.
(Примечание: схема во многом аналогична
использованной в шаге В4, за исключением наличия нормально
замкнутых контактов.) Произведите необходимые
подключения на соединительном щитке.
5. Пригласите преподавателя проверить ваши цепи.
6. Приведите схемы в действие замыканием выключателя.
7. Запишите, что произойдет при замыкании выключателя.
8. Отключите электропитание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
Д. Поиск неисправностей в реле и контакторах:
1. Получите у вашего преподавателя набор реле и
контакторов, не установленных в оборудование.
2. Произведите поиск неисправностей в каждом отдельном
реле или контакторе и запишите данные об их состоянии.
При этом должны фиксироваться функциональная
пригодность катушек и контакторов.
Ж~С\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 402
(Примечание: на реле с нормально замкнутыми
контактными группами должно подаваться напряжение для
проверки их состояния).
3. Пригласите преподавателя проверить ваш перечень
неисправностей, найденных в реле.
£. Ответьте на следующие вопросы:
1. Отличие между контактором и реле заключается:
а) в напряжении на катушке;
б) в расположении контактов;
в) в допустимой токовой нагрузкой на контакты;
г) в ни в одном из названных признаков.
2. На что указывает измерение напряжения 50 В между
выводами L1 и Т1 контактора?
а) его контакты разомкнуты;
б) его контакты замкнуты;
в) на контактах теряется напряжение;
г) сопротивление катушки слишком велико.
,3. Обычные отказы реле и контакторов происходят:
а) в катушке, контактах и исполнительном механизме;
б) в катушке, контактах и соединительных проводах;
в) в катушке, исполнительном механизме и его
положении;
г) в катушке, экранированной катушке и контактах.
4. Что является наиболее вероятным отказом, если на
катушку реле подано правильное напряжение, а оно не
срабатывает?
а) неисправная катушка;
б) неисправные контакты;
в) неисправный исполнительный механизм;
г) все названные отказы.
5. Что произойдет, если катушка контактора короткозамкнута, а
с его помощью подается питание на систему управления?
а) сгорит трансформатор;
б) контакты контактора замкнуться;
в) контакты очень сильно обгорят;
г) управляемая контактором нагрузка будет повреждена.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № Ю
ТЕРМОСТАТЫ
Цель работы:
Основное назначение устройств нагрева, охлаждения и
холодильников — это поддержание определенной
температуры в заданной области. Термостат предназначен или
размыкать, или замыкать контактные группы, когда температура в
этой области достигает определенного значения.
Назначение термостата, в основном, определяется тем, размыкаются
или замыкаются его контакты с повышением или
понижением температуры. В этой лабораторной работе Вы
произведете установку и поиск неисправностей во всех типах
термостатов с основанием.
Справки:
Разделы 10.2, 10.3 и 11.4
Материалы и оборудование:
1. Сетевой термостат;
2. Термостаты нагрева и охлаждения;
3. Термостат с двумя режимами нагрева и охлаждения;
4. Другие элементы схем;
5. Вольтомметр;
6. Запас разнообразных проводов.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 4g4
Порядок выполнения работы:
I. Сетевые термостаты:
А. Схемы сетевых термостатов и их установка
1. Завершите лаб. рис. 11 таким образом, чтобы сетевой
термостат подавал питание на небольшой 110-вольтовый
вентиляторный двигатель, когда температура превышает 85°F.
После того как нарисуете наглядные цепи, изобразите
принципиальную схему.
-НОВ
Термостат
110В
Вентиляторный
двигатель
Лаб. рис. 11
2. Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
3. Пользуясь вашими схемами, соберите их на лабораторном
щитке.
4 Пользуясь соединительным щитком, подключите схему к
110-вольтовому источнику электропитания.
5. Пригласите преподавателя проверить собранные вами цепи.
6. Приведите схемы в действие замыканием термостата.
7. Запишите, что произойдет при замыкании термостата.
8. Отключите электропитание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
В. Поиск неисправностей в сетевых термостатах:
1. Получите три сетевых термостата у вашего преподавателя.
2. Произведите поиск неисправностей и запишите данные о
состоянии каждого термостата. (Примечание: убедитесь
в том, что знаете работу термостата.)
465
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
3. Пригласите преподавателя проверить сделанную вами
работу.
//. Низковольтные термостаты:
А. Схемы и установка низковольтных термостатов,
имеющих по одному режиму нагрева и охлаждения:
1. Завершите лаб. рис. 12 и придайте ему вид системы
управления нагревом, охлаждением и вентиляторами.
Лампы накаливания представляют системные нагрузки, такие
как компрессоры, вентиляторные двигатели и источники
тепла. После того как нарисуете наглядную цепь,
изобразите схематически цепи системы управления.
Ц G
-110В
J—110 В-
(00000 J
ПППППП
h—24В-Н
Термостат
i
Контактор
охлаждения
Нагрузка
устройств
охлаждения
Реле нагрева
Нагрузка
устройств
нагрева
Реле комнатного
вентилятора
Комнатный
вентилятор
Лаб. рис. 12
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и... ^бб
2. Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
3. Пользуясь вашими схемами, соберите систему
управления на электрическом лабораторном щитке. Прочтите
инструкции по установке, предоставленные вместе с
термостатами.
4. Подключите собранную вами цепь к подходящему
источнику электропитания, пользуясь соединительными щитками.
5. Пригласите преподавателя проверить собранные вами цепи.
6. Приведите в действие систему управления путем
настройки термостата на необходимый режим.
7. Запишите, что произойдет, когда термостат настраивается
на каждый режим: охлаждения, нагрева и
функционирования вентиляторов.
8. Отключите электропитание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
Б. Схемы и установка низковольтных термостатов с
двумя режимами нагрева и охлаждения:
1. Завершите лаб. рис. 13 и придайте ему вид системы
управления двумя режимами нагрева и двумя режимами
охлаждения с вентилятора. Два режима нагрева и два
режима охлаждения означают, что две используются две
части соответствующего оборудования. Если у вас есть
какие-нибудь вопросы по многорежимным термостатам,
обратитесь к разделу 10.2. Лампы накаливания
представляют нагревающие и охлаждающие нагрузки. После того
как нарисуете наглядную цепь, изобразите схематически
цепи управления.
2. Пригласите преподавателя проверить обе схемы.
3. Пользуясь вашими схемами, соберите систему управления
на электрическом лабораторном щитке. Прочтите
инструкции по установке, предоставленные вместе с каждым
термостатом.
4. Подключите собранную вами схему к подходящему
источнику электропитания, пользуясь соединительными щитками.
5. Пригласите преподавателя проверить собранные вами цепи.
6. Приведите в действие систему управления путем
настройки термостата на необходимый режим; проверьте
функционирование нагрева, охлаждения и вентиляторов.
467
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
7. Запишите, что произойдет, когда термостат настраивается
на каждый режим.
8. Отключите электропитание схемы и снимите элементы с
соединительного щитка.
110В
^110 В-Ч
UWWU
пппппп
I— 24B—|
Нагрузка 1 режима
охлаждения
Контактор 1
режима охлаждения
Нагрузка 2 режима
охлаждения
Контактор 2 режима
охлаждения
Нагрузка комнатного
вентилятора
Реле комнатного
вентилятора
Термостат
Нагрузка 1 режима
нагрева
О
Реле 1 режима
нагрева
Нагрузка 2 режима
нагрева
Реле 2 режима
нагрева
Лаб. рис. 13
В. Поиск неисправностей в нивВгш преподаватель должен
выделить термостат в двух устройствах нагрева и
кондиционирования. (Примечание: поиск неисправностей в низковольт-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 468
ном термостате, не подключенном к устройству, чрезвычайно
затруднен из-за наличия монтажной платы и внутренних схем
управления. Если сосредоточиться на функционировании
термостата, то когда бы Вы ни занимались поиском
неисправностей в нем, сократите время на этот процесс. Убедитесь в том,
что термостат правильно настроен на проверяемый вами
режим. Следует проверить все режимы, чтобы удостовериться в
правильной работе термостата.)
2. Произведите поиск неисправностей в двух термостатах и
запишите содержащиеся в них дефекты.
Г. Ответьте наследующие вопросы:
1. Термостат нагрева:
а) размыкается при повышении температуры;
б) замыкается при повышении температуры.
2. Чтобы успешно находить неисправности в термостатах,
нужно знать:
а) тип термостата;
б) диапазон регулировки температуры;
в) напряжение;
г) функционирование системы управления.
3. Механик замыкает сетевой термостат, но устройство не
работает. Это означает, что:
а) термостат неисправен;
б) устройство неисправно;
в) основание термостата неисправно;
г) нет правильного ответа.
4. Низковольный термостат с ртутными баллонами должен
устанавливаться:
а) по уровню пола;
б) с гасителями вибрации;
в) строго на высоте 5 футов от пола;
г) нет правильного ответа.
5. Низковольтный термостат обычно является:
а) однофункциональным устройством;
б) многофункциональным устройством;
в) только температурно-чувствительным устройством;
г) нет правильного ответа.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ц
МЕМБРАННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Цель работы:
Мембранные выключатели используются в цепях
управления в качестве защитных устройств и функциональных
регуляторов. Когда мембранный выключатель используется как
защитное устройство, он отключает цепь управления (как
правило, компрессора) при существовании опасных
обстоятельств. Функциональный регулятор запускает и
останавливает нагрузку по частным причинам, как, например,
регулировка давления нагнетания или температуры. Вы можете
успешно находить неисправности в .мембранном выключателе,
если знаете его функции в системе и настройку. Существует
множество разнообразных мембранных выключателей;
некоторые из них — постоянные, другие — регулируемые. В
этом лабораторном упражнении Вы сможете обследовать,
установить и произвести поиск неисправностей в мембранных
выключателях.
Справки:
Разделы 10.5 и 11.6
Материалы и оборудование:
1. Восемь мембранных выключателей:
2. Выключатель высокого давления (размыкается с
увеличением давления);
jTf\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 47Q
3. Выключатель низкого давления (размыкается с
уменьшением давления);
4. Мембранный выключатель с двойным размыканием;
5. Вольтомметр;
6. Запас разнообразных проводов.
Порядок выполнения работы:
А Распознавание мембранных выключателей:
1. Получите восемь мембранных выключателей у вашего
преподавателя.
2. Запишите тип, назначение и настройки каждого
выключателя.
3. Найдите и внесите в список местонахождение в
оборудовании каждого из следующих мембранных выключателей:
а) регулируемый выключатель высокого давления
(защитный);
б) постоянный выключатель высокого давления
(защитный);
в) регулируемый выключатель высокого давления
(функциональный регулятор);
г) регулируемый выключатель низкого давления
(защитный);
д) постоянный выключатель низкого давления
(защитный);
е) регулируемый выключатель низкого давления
(функциональный регулятор).
4. Пригласите преподавателя проверить вашу рабочую
таблицу.
Б. Выключатель низкого давления, используемый в
качестве функционального регулятора:
1. Преподаватель назначит вам торговый холодильник для
установки в него выключателя низкого давления и
получения определенной температуры. Он также задаст вам
ее значение.
2. Настройте мембранный выключатель, чтобы получить
заданную температуру.
3. Приведите устройство в действие и запишите температуру и
продолжительность цикла с отключенным компрессором.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
4. Регулируйте мембранный выключатель до тех пор, пока
не будет получена требуемая температура.
5. Пригласите преподавателя проверить вашу работу.
Я Выключатель высокого давления, используемый в
качестве функционального регулятора:
1. У вашего преподавателя получите выключатель
высокого давления, который замыкается при повышении тепе-
ратуры.
2. Преподаватель назначит небольшой конденсаторный блок
с воздушным охлаждением для того, чтобы Вы могли
установить в нем выключатель высокого давления и
поддерживать заданное давление нагнетания.
3. Установите выключатель высокого давления и
произведите все необходимые соединения (пневматические и
электрические).
4. Настройте выключатель на заданное давление.
5. Пригласите преподавателя проверить пневматические и
электрические соединения и настройку мембранного
выключателя.
6. Приведите блок в действие, понаблюдайте за
срабатыванием мембранного выключателя и запишите значения
давлений, при которых конденсаторный вентилятор
включается и выключается.
Г. Мембранный выключатель с двойным размыканием,
используемый как защитный регулятор:
1. Получите у преподавателя мембранный выключатель с
двойным размыканием, работающий как защитное устройство.
2. Преподаватель назначит небольшой конденсаторный блок
с воздушным охлаждением для того, чтобы вы смогли
установить в него выключатель с двойным размыканием в
качестве защитного регулятора.
3. Установите выключатель с двойным размыканием и
произведите все необходимые соединения (электрические и
пневматические). (Пользуйтесь вентилями для
выполнения пневматических соединений.)
4. Настройте выключатель на необходимые защитные
параметры.
Wll РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 472
5. Пригласите преподавателя проверить произведенные вами
пневматические соединения, электрические соединения и
настройки выключателя.
6. Приведите блок в действие, понаблюдайте за
срабатыванием мембранного выключателя.
7. Закройте конденсатор листом картона и включите блок.
Запишите его действия.
8. Закройте вентиль обслуживания всасывания и включите
блок. Запишите его действия,
9. Откройте вентиль обслуживания всасывания и верните блок
к нормальному функционированию.
Д. Поиск неисправностей в мембранных выключателях
1. Преподаватель назначит вам два рабочих выключателя для
цепей циркуляции хладагента.
2. Произведите поиск неисправностей в мембранных
выключателях в составе системы с циркуляцией хладагента:
(Примечание: вы должны понять функции мембранного
выключателя и затем определить неисправность.) Запи-
- шите неисправности и настройки мембранных выключате-
лей; также фактические давления, при которых
включается и выключается компрессор.
3. Пригласите преподавателя проверить полученные вами
данные.
£ Ответьте на следующие вопросы:
1. Выключатель высокого давления, используемый как
функциональный регулятор для остановки и запуска
двигателя конденсаторного вентилятора в цепях регулировки
давления нагнетания, будет:
а) размыкаться при повышении давления;
б) замыкаться при повышении давления;
2. Выключатель низкого давления, используемый как
функциональный регулятор, будет:
а) запускать и останавливать компрессор;
б) останавливать двигатель конденсаторного
вентилятора;
в) запускать нагреватель картера;
г) выполнять другие действия.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
3. Когда бы ни приходилось находить неисправности в
мембранных выключателях, вы должны знать:
а) давления в системе циркуляции хладагента;
б) функции мембранного выключателя;
в) настройки мембранного выключателя;
г) все сказанное выше.
4. Положение контактов в мембранном выключателе
определяется:
а) проверкой давления;
б) визуальным наблюдением;
в) проверкой напряжения;
г) проверкой контактора.
5. Выключатель с двойным размыканием может
использоваться как:
а) защитный коммутатор;
б) защитный коммутатор по высокому давлению;
функциональный регулятор по низкому давлению;
в) защитный коммутатор по низкому давлению;
функциональный регулятор по высокому давлению;
г) ни для чего из названного здесь.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Цель работы:
Безопасность двигателей обычно поддерживается защитными
устройствами. Защитная аппаратура появляется во
множестве типов, начиная от устанавливаемых последовательно
устройств для герметичного оборудования мощностью менее
одной лошадиной силы и кончая электронными
устройствами для крупных компрессоров. Вы должны уметь находить
неисправности и правильно заменять вышедшие из строя
защитные устройства. В этой лабораторной работе вы
распознаете набор широко используемых в промышленности
защитных устройств, нарисуете принципиальные схемы с
защитными цепями, произведете монтаж защитных устройств в
цепях и поиск неисправностей в них.
Справки:
Разделы 9.3 и 11.3
Материалы и оборудование:
1. Восемь защитных устройств;
2. Защитное устройство последовательного типа;
3. Вспомогательное защитное устройство;
4. Амперметр с измерительными клещами;
5. Вольтомметр;
6. Запас разнообразных проводов;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Порядок выполнения работы:
А Распознавание защитных устройств:
1. Получите у преподавателя восемь защитных устройств.
2. Запишите типы устройств, является ли каждое
последовательным или вспомогательным?
3. Найдите и внесите в список местонахождение в
оборудовании каждого из следующих защитных устройств:
а) последовательное
б) вспомогательное по току
в) электронное
4. Пригласите преподавателя проверить вашу рабочую таблицу.
Б. Последовательные защитные устройство:
1. Нарисуйте принципиальную схему последовательного
защитного устройства, предохраняющего небольшой
электродвигатель.
2. Пригласите преподавателя проверить вашу схему.
3. Получите последовательное защитное устройство у
вашего преподавателя и установите его на небольшом
электродвигателе.
4. Приведите двигатель в движение и запишите ток через него.
В. Защитные устройства вспомогательного типа:
1. Завершите лаб. рис.14 и придайте ему вид цепи для
защиты двигателя. Нарисуйте принципиальную схему цепи.
Ь G
Небольшой
по току
двигатель на 110 В
Лаб. рис. 14
2. Пригласите преподавателя проверить нарисованне вами схемы.
3. Соберите цепь на электрическом лабораторном щитке.
4. Пригласите преподавателя проверить собранную вами цепь.
5. Приведите двигатель в движение и запишите ток через него.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 4»jrg
6. Снимите элементы с лабораторного щитка и верните их.
Г. Поиск неисправностей в защитных устройствах:
Произведите поиск неисправностей в защитных
устройствах, предохраняющих компрессоры двух блоков
кондиционеров, и составьте список их неисправностей.
Д. Ответьте наследующие вопросы:
1. Какое из следующих устройств не является
разновидностью используемых в промышленности защитных устройств
а) предохранитель;
б) автоматический выключатель;
в) трансформатор;
г) встроенный термостат компрессора.
2. Что вы будете проверять в защитном устройстве
вспомогательного типа?
а) контакты;
б) элементы;
в) а и б;
г) ничего из вышесказанного.
^. Как вы будете проверять элементы защитного устройства
вспомогательного типа?
а) измерять сопротивление элемента;
б) проверять контакты элемента;
в) проверять ток нагрузки;
г) выполнять все вышесказанное.
4. Когда бы вы ни занимались поиском неисправностей в
защитном устройстве, обращайте внимание:
а) на ток нагрузки;
б) на напряжение на нагрузке;
в) на состояние контактов;
г) на все вышесказанное.
5. Вы ищете неисправности в защитном устройстве и видите,
что оно размыкается при более низком токе, чем
номинальный. Вы должны:
а) заменить защитное устройство;
б) заменить нагрузку;
в) изменить монтаж в оборудовании;
г) сделать что-то другое.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
МОНТАЖ СПЛИТ-СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Цель работы;
Сплит-система кондиционирования воздуха состоит из
монтируемого на улице конденсаторного блока, источника
принудительной циркуляции воздуха плюс располагаемого где-
нибудь еще змеевика испарителя. Для установки подобной
системы вы должны правильно выбрать сечения
электропроводки (ее наружной и комнатной частей) и произвести
необходимые электрические подключения. В этой лабораторной
работе Вы проведете электропроводку и проверите работу
оборудования.
Справки:
Главы 6 и 12
Материалы и оборудование:
1. Одна система кондиционирования воздуха, включающая
конденсаторный блок и испаритель-нагнетатель. Должны быть
присоединены все трубопроводы циркуляции хладагента.
2. Вольтомметр;
3. Запас разнообразных проводов;
4. Подручные инструменты;
5. Термостат;
6. Рубильник.
аг<\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. 478
Порядок выполнения работы:
А Монтаж сплит-системы кондиционирования воздуха:
1. Получите предназначенное для работы оборудование у
преподавателя.
2. Внимательно прочтите инструкции по установке на
выделенные вам блоки.
3. Определите и запишите размеры (длину и сечения)
проводов для конденсаторного блока и нагнетательного
двигателя испарителя.
4. Пригласите преподавателя проверить найденные вами
размеры проводов.
5. Составьте список материалов, требуемых для
выполнения всех необходимых электрических соединений.
Определите длину электрических цепей — силовых и
управления.
6. Пригласите преподавателя проверить составленный вами
список материалов.
7. Проведите силовую цепь от источника электропитания к
конденсаторному блоку и подключите ее. (Примечание:
будьте осторожны при выполнении подключений к
основному электрическому щиту).
8. Проведите силовую цепь от источника электропитания к
двигателю нагнетательного вентилятора и подключите ее.
9. Установите термостат и произведите все подключения в
цепи управления.
10. Пригласите преподавателя проверить выполненный вами
монтаж.
11. Приведите систему в действие и запишите приложенное
к каждой части оборудования напряжение и ток через
компрессор, двигатель конденсаторного вентилятора и
нагнетательный двигатель испарителя.
12. Посоветуйтесь с преподавателем и узнайте, оставлять ли
блок в смонтированном положении или убрать
установленные цепи.
Б. Ответьте наследующие вопросы.
1. Сплит-система кондиционирования воздуха содержит:
а) конденсаторный блок;
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
б) испаритель;
в) источник создания циркуляции воздуха;
г) все названные компоненты.
2. При установке системы кондиционирования воздуха
нужно следовать:
а) Национальному Электрическому Стандарту;
б) местным стандартам;
в) инструкциям по установке оборудования;
г) всем названным документам.
3. Длина электрической цепи важна, потому что возможно:
а) падение напряжения;
б) пониженный ток через нагрузку;
в) высокое напряжение;
г) ничего из вышесказанного.
4. Шины управления обычной сплит-системы
кондиционирования воздуха должны подключаться:
а) термостату, конденсаторному блоку и силовому щиту;
б) конденсаторному блоку, трансформатору и блоку
комнатного вентилятора;
в) трансформатору, термостату и блоку комнатного
вентилятора;
г) термостату, конденсаторному блоку, блоку
комнатного вентилятора и трансформатору.
5. Наиболее важным обстоятельством для установки
оборудования является:
а) изоляционное покрытие проводника;
б) сечение проводника;
в) тип рубильника;
г) ни одно из названных обстоятельств.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
МОНТАЖ АВТОНОМНОГО КОНДИЦИОНЕРА
Цель работы:
Автономный кондиционер, как правило, собирается в одном
блоке. Это популярный кондиционер, используемый повсюду
в промышленности. Чтобы установить кондиционер, нужно
правильно выбрать сечения подводимых к нему силовых
проводов и правильно подключить их вместе с электрическими
шинами управления. В этой лабораторной работе вы
проведете электропроводку и проверите работу оборудования.
Справки:
Главы 6 И 12
Материалы и оборудование:
1. Автономный кондиционер;
2. Вольтомметр;
3. Запас разнообразных проводов;
4. Подручные инструменты;
5. Термостат.
Порядок выполнения работы:
А. Монтаж автономного кондиционера:
1. Получите предназначенное для работы оборудование у
преподавателя.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
2. Внимательно прочтите инструкции по установке на
выделенное вам устройство.
3. Определите и запишите размеры (длину и сечения)
проводов для автономного кондиционера.
4. Пригласите преподавателя проверить записанные вами
размеры проводов.
5. Составьте список материалов, требуемых для выполнения
всех необходимых электрических соединений.
Определите длину электрических цепей — силовых и управления.
6. Пригласите преподавателя проверить составленный вами
список материалов.
7. Получите необходимые материалы из кладовой.
8. Проведите силовую цепь от источника электропитания к
автономному кондиционеру и подключите ее.
9. Установите термостат и произведите подключение цепей
управления.
10. Пригласите преподавателя проверить выполненный вами
монтаж.
11. Приведите кондиционер в действие, запишите поданное
на него напряжение и ток через компрессор, двигатель
конденсаторного вентилятора и двигатель
испарительного вентилятора.
12. Посоветуйтесь с преподавателем и узнайте, оставлять ли
кондиционер в смонтированном положении или убрать
установленные цепи.
Б. Ответьте наследующие вопросы:
1. Автономное устройство — это:
а) содержащееся само в* себе устройство;
б) разбитое на четыре блока устройство;
в) установленное на одном чердаке устройство;
г) ни одно из вышесказанных.
2. Для монтажа вы должны обеспечить защиту:
а) проводов электропроводки от перегрузки;
б) цепи управления;
в) комнатный ветилятор;
г) все приведенные элементы.
3. Устанавливаемые у потребителя шины управления
автономного кондиционера соединяют:
jtC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 4g2
а) термостат с кондиционером;
б) термостат с трансформатором;
в) кондиционер с трансформатором;
г) ни одно из приведенных устройств.
4. После установки кондиционера нужно проверить:
а) напряжение на кондиционере;
б) ток через кондиционер;
в) ток через компрессор;
г) все приведенные величины.
5. Никакой монтаж оборудования не будет полным без:
а) проверки функционирования устройства;
б) сообщения владельцам помещений важных данных;
в) надежной установки крышек устройств;
г) выполнения всех указанных опрераций.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15
ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
Цель работы:
Поиск неисправностей в этих системах может быть
простым, если пользоваться багажом знаний по электрическим
устройствам и системам управления. По меньшей мере 75%
отказов будут носить электрический характер.
Справки
Главы 11 и 13
Материалы и оборудование:
1. Системы кондиционирования воздуха в рабочем состоянии;
2. Вольтомметр;
3. Амперметр с измерительными клещами.
Порядок выполнения работы:
А Поиск неисправностей.
1. Вы отвечаете на жалобу «нет охлаждения». Двигатель
конденсаторного вентилятора и испарительный
вентилятор работают. Вы проверяете принципиальную схему (см.
рис. 4.21 в тексте) и решаете, что причина отказа состоит:
а) размыкании встроенной защиты в компрессоре;
б) сгорели предохранители в цепи рубильника;
jT\\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 484
в) неисправный трансформатор;
г) неисправный термостат;
2. Вы отвечаете на жалобу «недостаточное охлаждение». Все
элементы устройства функционируют, но после примерно
5 минут работы компрессор отключается. Вы проверяете
давление в цепях циркуляции хладагента и
обнаруживаете, что давление нагнетания равно 160 фунтов на кв. дюйм,
а давление всасывания — 20 фунтов на кв. дюйм. Тип
хладагента в системе — R-22. Вы проверяете
принципиальную схему (см. рис. 4.38) и решаете, что причиной
неисправности является:
а) неисправный трансформатор;
б) неисправный термостат;
в) разомкнутый выключатель низкого давления;
г) разомкнутый выключатель высокого давления.
3. Вы отвечаете на жалобу «нет охлаждения». Работают
компрессор и двигатель конденсаторного вентилятора, а
двигатель комнатного вентилятора не работает (см. рис. 4.21).
Вероятной причиной неисправности является:
а) неисправный двигатель комнатного вентилятора;
б) неисправный трансформатор;
в) неисправное реле комнатного вентилятора;
г) возможно айв.
4. Вы отвечаете на жалобу «недостаточное охлаждение».
Компрессор, двигатели OFM1 и OFM3 работают. Все три
двигателя OFM исправны. Выключатель высокого
давления размыкается и останавливает компрессор. Вы
сверяетесь с принципиальной схемой и решаете, что причиной
отказа является неисправный:
а. выключатель высокого давления;
б) масляный защитный выключатель;
в) уличный термостат (TS1);
г) предохранитель.
5. Вы отвечаете на жалобу «нет охлажения». Единственный
работающий в системе элемент — нагреватель картера.
Вы поворачиваете переключатель вентилятора в
положение «On» (Включено) и подаете напряжение на реле IFR.
Изучив принципиальную схему (см. рис. 13.12), вы
решаете, что причиной отказа является неисправный:
485 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ //ГТЪ
а) трансформатор;
б) компрессор;
в) реле управления;
г) удерживающее реле.
6. Вы отвечаете на жалобу «нет нагрева». Компрессор и
двигатель уличного вентилятора не работают, но исправны.
Комнатный вентилятор работает правильно. После
изучения принципиальной схемы (см. рис. 4.30) Вы
устанавливаете, что причиной отказа является неисправный:
а) трансформатор;
б) термостат;
в) контактор мотор-компрессора;
г) дополнительный нагреватель.
7. Вы отвечаете на жалобу «недостаточный нагрев».
Компрессор, двигатель конденсаторного вентилятора и
двигатель комнатного вентилятора работают, но имеется
тяжелая снеговая шуба на змеевике расположенного снаружи
блока. Термостат оттаивания замкнут (взгляните на рис.
4.30 как на принципиальную схему). Вероятной причиной
отказа является:
а) неисправный таймер оттаивания;
б) неисправный трансформатор;
в) неисправное реле оттаивания;
г) возможно айв.
8. Вы отвечаете на жалобу «нет охлаждения». Компрессор
не функционирует, а двигатели конденсаторного
вентилятора и комнатного вентилятора — работают. Корпус
компрессора — горячий. (Взгляните на рис. 13.3 как на
принципиальную схему). Вероятной причиной отказа
является:
а) неисправная катушка контактора;
б) неисправный рабочий конденсатор;
в) перегоревший предохранитель;
г) неисправный трансформатор.
Б. Поиск неисправностей в устройствах нагрева,
кондиционирования и холодильниках:
1. Преподаватель назначит вам три устройства для поиска
неисправностей;
jT<\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 486
2. Найдите неисправности в устройстве 1;
3. Отремонтируйте устройство 1;
4. Пригласите преподавателя проверить устройство 1;
5. Найдите неисправности в устройстве 2;
6. Отремонтируйте устройство 2;
7. Пригласите преподавателя проверить устройство 2;
8. Найдите неисправности в устройстве 3;
9. Отремонтируйте устройство 3;
10. Пригласите преподавателя проверить устройство 3.
В. Ответьте наследующие вопросы:
1. При поиске неисправностей в устройстве вы в первую
очередь должны:
а) произвести визуальный осмотр устройства;
б) проверить трансформатор;
в) проверить компрессор;
г) проверить заправку хладагентом.
2. При поиске неисправностей в неработающем устройстве,
правильной последовательностью проверок будет:
а) настройка термостата, электропитание устройства,
трансформатор;
б) трансформатор, электропитание умтройства, настройка
термостата;
в) настройка термостата, заправка хладагентом,
электропитание устройства;
г) компрессор, электропитание, настройка термостата.
3. Какое из следующих условий настоятельно необходимо
для поиска неисправностей в устройстве?
а) хорошие электроизмерительные приборы;
б) понимание принципиальных электрических схем;
в) понимание того, как работает устройство;
г) все названные условия.
4. При поиске неисправностей в мотор-компрессоре вы
должны проверить:
а) трансформатор;
б) рабочий конденсатор;
487
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
в) давление нагнетания в системе;
г) давление всасывания в системе.
5. Вы должны правильно строить отношения:
а) владельцем помещения;
б) вашим работодателем;
в) с компаньонами работодателя;
г) со всеми названными людьми.
ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ
А
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ: Устройство,
обычно используемое в автоматическом щите.
Последний может использоваться как
рубильник и защитное устройство для цепи,
которую он питает.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЩИТ: Электрический щит с
вмонтированными в него автоматическими
выключателями служит для распределения
электроэнергии по сетям здания.
АВТОНОМНЫЙ КОНДИЦИОНЕР С ВОДЯНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ: Устройство, которое изготовлено
в одном законченном блоке с
конденсатором водяного охлаждения в качестве его
неотъемлемой части.
АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО С ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ: Устройство, которое изготовлено
в одном законченном блоке вместе с
конденсатором воздушного охлаждения,
устанавливаемым на самом устройстве или на
удалении от него.
АВТОНОМНЫЙ КОНДИЦИОНЕР: Система, все
элементы которой размещены в одном блоке, за
исключением устанавливаемых
потребителем электрических соединений.
489 терминологический словарь 1ГТъ
АМПЕРМЕТР: Электроизмерительный прибор,
используемый для определения присутствующего
в цепи тока. Амперметры производятся в
виде линейных (последовательно
подключаемых к цепи) или с измерительными
клещами.
АМПЛИТУДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ:
Максимальное значение напряжения в цепи
переменного тока.
АНТИСИПАТОР: Элемент термостата, который
опережает ход температуры в кондиционируемом
объеме и останавливает или запускает
оборудование нагрева и охлаждения для
предотвращения отклонений температуры от
заданного значения.
АНАЛИЗАТОР НАГРУЗОК: Устройство, анализирующее
нагрузку здания и устанавливающее
корректную работу устройств нагрева и
охлаждения.
АТОМ: Мельчайшая частица элемента, которая может
встречаться и обеспечивать распознавание
любых веществ; может объединяться с
другими атомами для образования новых
веществ.
Б
БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО:
Простое тепловое защитное устройство,
которое непосредственно отключает питание,
подаваемое на небольшой электродвигатель.
Когда устройство нагревается до достаточ-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И.., 490
но высокой температуры, его
биметаллический элемент размыкается за счет
деформации; при охлаждении элемент утрачивает
деформацию и замыкает цепь.
БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ: Защитное устройство,
которое размыкает контактную группу за счет
температуры, создаваемой определенным
током нагрузки.
БЛОК-СХЕМА: Схема, которая в общих чертах
обрисовывает состав и работу устройства нагрева
и кондиционирования.
в
ВАРИСТОР: Полупроводниковый прибор,
сопротивление которого зависит от приложенного
напряжения.
ВАТТ: Единица измерения мощности. Соответствует
току в 1 А при напряжении в 1В.
ВОЛЬТ: Количество электрического давления,
необходимое для появления тока в один ампер
через сопротивление один ом.
ВОЛЬТМЕТР: Электроизмерительный прибор,
используемый для измерения напряжения.
ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА: Термин, используемый
для ссылки на электрическое устройство,
которое косвенно управляет основной
нагрузкой из-за большого тока через нее, но
контролирует ее непосредственно через
другое устройство, способное выдержать ее ток.
о*
491 ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ йГГЪ
ВСТРОЕННОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО КОМПРЕССОРА:
Защитное устройство, которое внедрено в
обмотки двигателя. Некоторые защитные
устройства непосредственно отключают
электропитание двигателя, тогда как
другие просто размыкают контактные
группы, смонтированные в электрических
цепях управления.
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ: Устройство, которое создает и
разрывает соединение электрической цепи.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ: Устройство, которое позволяет
электрическому току двигаться в одном
направлении и препятствует его прохождению в
обратном направлении. Это устройство
обычно используется для выпрямления
переменного напряжения в постоянное.
Г
ГАЗОВЫЙ КОНДИЦИОНЕР: Устройство, которое греет
зимой с использованием газа в качестве
топлива и охлаждает летом с помощью
электроэнергии.
ГЕРМЕТИЧНЫЙ МОТОР-КОМПРЕССОР: Двигатель,
который предназначен для работы на одно- и
трехфазном токе и полностью запаян в
корпусе вместе с хладагентом и маслом.
ГЕРЦ: Частота переменного тока, соответствующая
одному периоду в секунду.
ГИГРОСТАТ: Устройство, используемое для
регулировки влажности. В нем содержится влагочув-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 492
ствительный элемент для управления
исполнительным механизмом, замыкающим и
размыкающим электрический выключатель.
д
ДАВЛЕНИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ: Давление, при котором
регулятор давления замыкается, запуская
управляемое им устройство.
ДАВЛЕНИЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ: Давление, при котором
регулятор давления размыкается,
останавливая управляемое им устройство.
ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ: Давление в нагнетательной
линии холодильной машины.
ДАТЧИК: Устройство, которое выдает сигнал,
изменяющийся вместе с температурой.
ДВИГАТЕЛЬ С ЭКРАНИРОВАННЫМИ ПОЛЮСАМИ:
Асинхронный двигатель, который не включает
в себя пусковую обмотку обычного типа. В
нем используется виток провода на одной
из сторон полюса статора для получения
эффекта замкнутой цепи, создающей
вращающееся магнитное поле. Этот двигатель
обладает низким пусковым вращающим
моментом.
ДИОД: Полупроводник, позволяющий току проходить
только в одном направлении.
ДИФФЕРЕНЦИАЛ: Разница между точками включения и
выключения регулятора. Термин может
использоваться по отношению к термостатам,
ф
493 терминологический словарь ЦГПц
мембранным выключателям и большинству
других регуляторов.
ДИЭЛЕКТРИК: Вещество, которое находится между
пластинами и заполняет корпус
конденсатора. Это вещество не проводит
электричество.
Е
ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: Сопротивление,
вызванное наличием в электрических цепях
конденсаторов. Когда конденсатор
устанавливается в цепь, он противодействует
изменениям напряжения, вызывая
опережение током напряжения.
3
ЗАВОДСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ:
Электрические соединения, установленные в
единице оборудования на заводе; обычно это
соединения между элементами панели
управления и другими компонентами
устройства.
ЗАКОН ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ: Одноименные
заряды отталкиваются, а разноименные —
притягиваются.
ЗАМКНУТАЯ ЦЕПЬ: Полный путь для движения
электронов.
ЗАРЯД: Состояние атома, в котором существует
дисбаланс протонов и электронов в атоме.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 494
ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ:
Защитное устройство, которое отключает
электропитание двигателя. Наиболее широко
используется в небольших двигателях.
ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО: Любое устройство, которое
управляет системой в целях обеспечения
безопасной работы главной нагрузки.
И
ИЗМЕРИМОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: Фактическое
сопротивление цепи или ее элемента,
измеряемое омметром.
ИЗОЛЯТОР: Материал, который задерживает
движение электронов или электричества.
ИЛЛЮСТРИРОВАННАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ:
Электрическая схема, которая показывает
фактически существующие внешние
электрические соединения устройства и очень похожа
на внешний вид его панели управления.
ИМПЕДАНС: Сумма активного и реактивного
сопротивлений цепи переменного тока.
ИНДУКТИВНОСТЬ: Свойство цепи переменного тока, с
помощью которого вырабатывается
электродвижущая сила при изменении тока
через нее.
ИНДУКТИВНАЯ НАГРУЗКА: Нагрузка, для запуска
которой требуется большой ток, снижаемый
по мере перехода к нормальному функцио-
£&
495 ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ йГТЪ
нированию. Бросок тока при запуске
объясняется индуктивным характером нагрузки.
ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: Противодействие
изменениям значений переменного тока,
которое создает сдвиг фаз между током
и напряжением.
к
КАСКАДНОЕ УСТРОЙСТВО: Устройство с более чем
одним режимом нагрева или охлаждения.
КАТУШКА НАПРЯЖЕНИЯ: Катушка, питаемая
приложенным к ней напряжением. Катушки
могут предназначаться для работы при
напряжении 24, НО, 208/230 или 460 В. Эти
катушки используются в реле,
контакторах и магнитных пускателях.
КИЛОВАТТ-ЧАС: Единица потребляемой электроэнергии.
Большинство поставщиков используют
киловатт-час для учета распределяемой
электроэнергии.
КЛИНОВОЙ РЕМЕНЬ: Ремень, который соединяет
шкивы двигателя с устройствами, которым
необходимо вращение. Он передает
вращательное движение от двигателя к
устройству. Клиновые ремни изготовляются с
различной шириной сечения и практически
любой длины.
КОМБИНИРОВАННАЯ СХЕМА: Сочетание
иллюстрированных и принципиальных схем на одной
схеме.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 496
КОМПРЕССОР: Устройство, используемое в
компрессионных холодильных машинах для
сжатия хладагента. Большинство компрессоров
приводятся во вращение
электродвигателями. Двигатель может быть внешним или
составной частью компрессора.
КНОПОЧНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ: Выключатель, который
может быть замкнут или разомкнут
нажатием на его кнопки. Кнопочные
выключатели имеют разнообразное назначение.
КОНДЕНСАТОРНЫЙ БЛОК: Часть сплит-системы
кондиционирования воздуха или
холодильника, которая устанавливается с внешней
стороны здания и содержит компрессор,
конденсатор хладагента, двигатель
конденсаторного вентилятора и средства управления
этими элементами; большинство из
используемых сегодйя конденсаторных блоков
имеют воздушное охлаждение. Он
всасывает холодный хладагент из испарителя,
сжимает и конденсирует его в жидкость и
нагнетает его обратно в испаритель.
КОНДЕНСАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С
КОНДЕНСАТОРНЫМ ПУСКОМ: Двигатель с высоким
пусковым вращающим моментом и
хорошими рабочими характеристиками; в нем
используется пусковой конденсатор для
повышения пускового момента и рабочий
конденсатор — для улучшения рабочих
характеристик.
КОНДЕНСАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ: Широко
используемый в промышленности
электродвигатель, имеющий умеренный пусковой вра-
о*
497 терминологический словарь ЙГТЪ
щающий момент и хорошие рабочие
характеристики.
КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ: Устройство,
состоящее из двух алюминиевых пластин с
изолятором между ними; используется для
повышения пускового вращающего момента
однофазных двигателей. Имеются два типа
конденсаторов — электролитические (или
пусковые) и масляные (или рабочие).
КОНТАКТОР: Устройство, которое замыкает и
размыкает группу электрических контактов под
воздействием электромагнитной катушки
(соленоида); состоит из катушки и контактов.
КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ: Электрическая цепь без
сопротивления.
КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ: Отношение активной
мощности к полной мощности, обычно
выражаемое в процентах.
КРЫШНОЕ УСТРОЙСТВО: Устройство нагрева и
охлаждения, которое кондиционирует здание. Оно
монтируется на крыше после ее
достаточного укрепления арматурой.
м
МАГНЕТИЗМ, ВОЗБУЖДАЕМЫЙ ТОКОМ: Магнетизм,
возникающий вокруг проводника с током.
МАГНЕТИЗМ: Способность двух железных предметов
притягивать друг друга физическим или
электрическим способом.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 498
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ: Область вокруг магнита, в
которой его влияние может быть обнаружено.
МАГНИТНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО: Защитное
устройство, которое воспринимает ток
нагрузки с помощью созданного им магнитного
поля, величина которого пропорциональна
этому току. Устройство разомкнет
контактную группу при большом токе и позволит
ей замкнуться при возвращении тока к
обычному значению.
МАГНИТНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ: Устройство, которое
размыкает и замыкает свои контакты при подаче
напряжения на его катушку. Используется
как средство защиты от перегрузок. Это то
же устройство, что и контактор, за
исключением защиты от перегрузок.
МАТЕРИЯ: Субстанция, из которой состоят все
физические объекты.
МЕМБРАННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ: Устройство, которое
размыкает и замыкает контактные группы
при определенном давлении, приложенном
к его мембране.
МИКРОФАРАДА: Единица измерения емкости
конденсатора.
МОДУЛЬ: Электрическое устройство, которое
используется для управления одной или более
функцией системы управления.
МОЛЕКУЛА: Мельчайшая частица, на которую может
быть разделено вещество с сохранением при
этом своих свойств.
ш
499 ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ЙГГЪ
МНОГОЗОННОЕ УСТРОЙСТВО: Устройства нагрева или
охлаждения, которое снабжено всем
необходимым для кондиционирования более чем
одной зоны в здании.
МНОГОРЕЖИМНЫЙ ТЕРМОСТАТ: Термостат, который
предназначен размыкать и замыкать более
чем одну контактную группу для
управления несколькими режимами работы
оборудования нагрева и охлаждения.
н
НАГРЕВАТЕЛЬ: Электрическая нагрузка,
преобразующая электроэнергию в тепло.
НАГРУЗОЧНЫЙ ЩИТ С ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ:
Электрический щит, который питает цепи
электроэнергией и защищает их с помощью
предохранителей.
НАГРУЗКА: Электрическое устройство, которое
потребляет электричество для выполнения
полезной работы, как, например,
двигатели, катушки, нагреватели, лампы
накаливания.
НАПРЯЖЕНИЕ: Разность электрических потенциалов
между двумя точками.
НЕИНДУКТИВНАЯ НАГРУЗКА: Нагрузка, которая
обладает только активными свойствами и не
имеет индуктивных свойств. Электрический
нагреватель и лампа накаливания — две
широко распространенных разновидности
неиндуктивных нагрузок.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 500
НЕЙТРОН: Нейтральная частица в ядре атома.
НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТОЕ: Положение контактных
групп или других электрических
устройств, в котором они замкнуты при
отсутствии на них питания (контакты в
подобном положении могут также
называться размыкающимися или замкнутыми в
свободном состоянии. Прим. перев.).
НОРМАЛЬНО РАЗОМКНУТОЕ: Положение контактных
групп устройства, в котором они
разомкнуты при отсутствии на устройстве питания.
о
ОМ: Величина сопротивления, которое позволит
проходить току в 1 ампер при напряжении 1 вольт.
ОММЕТР: Электроизмерительный прибор,
используемый для измерения сопротивления цепи
или ее элемента.
ОМА ЗАКОН: Взаимосвязь между током,
электродвижущей силой и сопротивлением
электрической цепи.
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД: Результат присоединения
электрона к атому.
п
ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ: Количество напряжения,
теряемое в любом коммутирующем
устройстве или проводнике.
О»
501 терминологический словарь ЙГПй
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ: Электрическая цепь, имеющая
более чем один путь для движения
электронов.
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ: Устройство, которое создает,
разрывает и изменяет соединение
электрической цепи.
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК: Движение электронов, которое
происходит сначала в одном направлении,
а затем — изменяется на
противоположное через равные промежутки времени;
создается путем пересечения проводником
линий магнитного поля. Наиболее
распространенный тип электропитания,
используемый в промышленной отрасли по
созданию устройств нагрева, охлаждения и
кондиционирования.
ПЕРИОД КОЛЕБАНИЙ: Один полный цикл
переменного тока, включающий его положительную
и отрицательную полуволны.
ПОДАВАТЬ ПИТАНИЕ, ВКЛЮЧАТЬ, ВОЗБУЖДАТЬ.
Подавать напряжение на электрическое
устройство.
ПОДШИПНИК: Часть вращающейся машины или
двигателя, которая делает возможным
свободное вращение их вращающихся частей при
незначительном трении.
ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ: Устройство для
снижения трения, которое используется для
обеспечения свободного вращения и в качестве
конструктивной опоры вращающихся
частей устройства. Он состоит из твердого об-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 502
разца бронзы или баббита, который имеет
круглую форму и высверливается под
диаметр вала.
повторный ВЫЗОВ: Повторное путешествие к
образцу оборудования, который был
некорректно отремонтирован с первой попытки.
ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ: Процедура описания
неисправностей в электрических цепях,
которая выполняется путем перехода от одного
ее компонента к другому.
ПОЗИЦИОННОСТЬ: Количество положений подвижных
контактов, в которых замыкается цепь.
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД: Результат покидания
электроном атома.
ПОЛНАЯ МОЩНОСТЬ: Мощность, которая
рассчитывается путем умножения тока цепи на
напряжение.
ПОЛУПРОВОДНИК: Проводник, электропроводность
которого занимает промежуточное
положение между ее значениями у металла и
изолятора.
ПОЛЮС: Группа электрических контактов либо в
автоматическом, либо в ручном
выключателе. Электрические устройства, такие как
реле, контакторы, выключатели и
автоматические выключатели, могут иметь
один или несколько полюсов.
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ: Дополнительное тепло или нагрев,
которое выбрасывается в кондиционируе-
о»
503 терминологический словарь йГПъ
мый объем после размыкания контактов
термостата.
ПОСТОЯННЫЙ ТОК: Движение электронов только в
одном направлении; используется в
промышленности только для специфических
применений, таких как твердотельные
модули, электронные воздушные фильтры и
другие.
ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ РЕЛЕ: См. Реле напряжения
постоянный магнит: Кусок материала, который
является магнитным по своим физическим
свойствам. Железо, никель, кобальт и
хром — материалы, которые могут легко
намагничиваться и сохранять свой
магнетизм в течение определенного
промежутка времени.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ: Электрическая цепь,
имеющая только один путь для движения
электронов.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ:
Сочетание последовательных и параллельных
цепей.
ПРЕДЕЛЫ: Функциональный диапазон или пределы
регулировки.
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ: Устройство, которое
размыкает цепь, когда ток через него превышает
номинальное значение; строится из двух
выводов (или проводников) с куском
провода, который будет плавиться и
разрывать цепь при перегрузке.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 504
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН: Устройство, которое
открывается при повышении давления,
выпускает его для возвращения замкнутой
системы к безопасным условиям
функционирования и закрывается, когда давление
понизится.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА: Схема, которая
показывает цепь за цепью систему управления или
устройство и состоит из условных
обозначений, представляющих элементы, и линий,
обозначающих соединения между ними.
ПРОВОДНИК: Провод, используемый в качестве пути
для электрического тока. Большинство
электрических проводников являются медными
и алюминиевыми.
ПРОТИВОЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА: Количество
напряжения, вырабатываемое между
пусковым и общим выводами однофазного
двигателя.
ПРОТОН: Положительно заряженная частица в ядре
атома.
ПРЯМАЯ ПЕРЕДАЧА: Способ передачи вращения от
двигателя к устройству, нуждающемуся в
нем. Подобный тип передачи соединяет
двигатель непосредственно с устройством,
которое должно вращаться, и заставляет
последнее совершать то же число
оборотов в минуту, что и двигатель.
ПУСКОВОЙ КОНДЕНСАТОР: Электрическое
устройство, которое используется для
мгновенного накопления электронов и создания
ш
505 терминологический словарь ЦГТъ
второй фазы в цепях пусковых обмоток
однофазных двигателей. Конденсатор этого
типа предназначен оставаться в цепях в
течение непродолжительного промежутка
времени.
р
РАБОЧИЙ (масляный) КОНДЕНСАТОР: Электрическое
устройство, которое используется для
мгновенного накопления электронов и создания
второй фазы в цепях пусковых обмоток
однофазных двигателей. Конденсатор этого
типа предназначен оставаться в цепи в
течение всего времени работы двигателя в
качестве средства рассеяния тепла.
РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ: Две точки, имеющие
разные электрические заряды. Электрический
перепад между двумя точками цепи.
РАЗОМКНУТАЯ ЦЕПЬ: Цепь без полного пути для
движения электронов.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР: Электрический щит,
используемый для распределения
электроэнергии к различным местам большого
здания; может исполняться с
предохранителями или с автоматическими выключателями.
РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: Сопротивление, с
которым сталкивается переменный ток при
изменении своего направления.
РЕГУЛЯТОР ОТТАИВАНИЯ: Регулятор, используемый
для запуска размораживающего цикла в теп-
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... 506
ловом насосе или в торговой морозильной
камере.
РЕЛЕ: Устройство, которое размыкает и замыкает
контактные группы при подаче напряжения на
его катушку. Реле очень похоже на
контактор, за исключением его меньших размеров.
РЕЛЕ КОМНАТНОГО ВЕНТИЛЯТОРА: Реле, которое
запускает и останавливает комнатный
вентилятор в устройствах охлаждения,
электрического нагрева и тепловых радиаторах.
РЕЛЕ НА ОСНОВЕ ПЛАВКИХ СПЛАВОВ: Защитное
устройство, которое размыкает контактную
группу под воздействием тепловой энергии.
В устройстве этого типа температура,
созданная пусковым током нагрузки,
передается на механизм с плавкими сплавами. По
достижении определенной температуры
вокруг механизма плавится припой, вызывая
его соскальзывание и размыкание
контактов. При остывании механизм вновь
затвердевает и реле должно быть перезапущено
вручную.
РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ: Реле, использующее проти-
воэлектродвижущую силу двигателя для
отключения пусковых устройств, когда
последний достигает 75% полной скорости.
РЕЛЕ ПУСКОВОЕ: Реле, используемое для подачи и
отключения питания с пусковых элементов
однофазного двигателя.
РЕЛЕ ТЕПЛОВОЕ: Защитное устройство, которое
определяет ток и размыкает группу вспомога-
о*
507 терминологический словарь йГТъ
тельных контактов при наличии признаков
перегрузки.
РЕЛЕ ТОКОВОЕ: Реле, которое размыкается и
замыкается пусковым током электродвигателя. Это
реле обеспечивает подключение и
отключение пусковых конденсатора и обмотки к
пусковым цепям.
РОТОР: Вращающаяся часть электродвигателя.
РОТОР «беличье колесо»: Вращающаяся часть
электродвигателя; его название произошло из
внешнего сходства с беличьим колесом.
Ротор этого типа используется в двигателях с
расщеплением фазы, с конденсаторным
пуском, с экранированными полюсами и в
трехфазных.
РУБИЛЬНИК: Выключатель, используемый для
отключения электропитания от определенной
части оборудования; его иногда упоминают
как защитный выключатель.
с
СВЕТОВАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ: Освещение, используемое
для индикации включения некоторых
электрических компонентов или цепей.
СВОБОДНЫЙ ЭЛЕКТРОН: Электроны, которые легко
покидают внешние орбиты атомов.
СЕТЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: Напряжение, подаваемое на
оборудование из электросети.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 508
СИНУСОИДАЛЬНАЯ ВОЛНА: Графическое
представление переменного тока; график,
показывающий функцию синуса во всех углах от 0 до
360 градусов.
СИЛА тока (ток): Интенсивность потока электронов
по электрическим цепям, измеряется в
амперах.
СИЛОВОЕ ПОЛЕ: Область вокруг магнита, на которую
воздействуют его силовые линии.
СИЛОВЫЕ ЛИНИИ: Линии магнитного поля,
соединяющие северный и южный полюс магнита.
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ОТКАЧКИ:
Система управления, которая закрывает
соленоидный вентиль, чтобы позволить
компрессору перекачать весь хладагент из
всасывающей линии в нагнетательную. Эта
система используется в крупных
установках кондиционирования воздуха и в
некоторых торговых холодильниках.
СИСТЕМНАЯ ЗАДЕРЖКА: Разница в температуре
между моментом замыкания термостата и
моментом, когда его нагрев сменится
охлаждением (или наоборот).
СКОЛЬЗЯЩИЙ ЯКОРЬ: Якорь, который
устанавливается между двумя пазами в корпусе
контактора и перемещается вверх и вниз по ним
при подаче питания на контактор.
СНЯТИЕ ПИТАНИЯ: Прекращение движения тока
через электрическое устройство.
о*
509 терллинологический словарь ЙГГЪ
соединение ОБМОТОК ТРЕУГОЛЬНИКОМ: Схема
расположения обмоток некоторых трехфазных
двигателей, в которой конец одной
обмотки подключен к началу следующей.
СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ЗВЕЗДОЙ: Схема
расположения обмоток некоторых трехфазных
двигателей, в которой концы всех обмоток
соединены вместе, а начала их подключаются
к источнику питания.
СОЛЕНОИД: См. Электромагнитная катушка.
СОЛЕНОИДНЫЙ ВЕНТИЛЬ: Вентиль, который
размыкается и замыкается с помощью
электромагнитной катушки, возбуждаемой для
затягивания стального сердечника в
собственное магнитное поле.
СОПРОТИВЛЕНИЕ: Противодействие движению
электронов.
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО: Электричество,
которое происходит в результате того, что
электроны покидают атомы и не
возвращаются к ним. Обычно вызывается
трением.
СТАТОР: Неподвижная часть электродвигателя.
СХЕМА УСТАНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ. Схема,
показывающая немного внешних электрических
соединений, но предоставляющая
специфическую информацию, как, например,
выводы, сечения проводов, цветная
маркировка и номинальные токи
предохранителей й автоматических выключателей.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 510
СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ: Систематический способ
изображения монтажа устройств, то есть
внутренние соединения элементов в
составе системы управления. Существуют три
типа схем — принципиальные,
иллюстрированные и установки оборудования.
т
ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. Температура
воздуха вокруг какого-нибудь устройства.
ТЕПЛОВОЙ НАСОС: Холодильная машина с
обращением циркуляции хладагента по отношению к
используемой в обычном холодильном
цикле, что позволяет ей охлаждать летом и
греть зимой.
ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ: Реле, которое размыкается и
замыкается под воздействием термоэлемента,
воспринимающего пусковой ток двигателя.
Реле позволяет пусковым конденсатору и
обмотке подключаться и отключаться от
пусковой цепи. К реле этого типа
относятся также встроенные средства защиты от
перегрузок.
ТЕПЛОВОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО: Защитное
устройство, которое реагирует на электрический
ток нагрузки посредством выделяемого
тепла, пропорционального этому току.
ТЕРМИСТОР: Полупроводниковый прибор с
температурным коэффициентом сопротивления,
значение которого соответствует определен-
ш
511 терминологический словарь НГТЪ
ной температуре. Этот прибор широко
используется как сигнальное устройство в
цепях управления.
ТЕРМОСТАТ: Устройство, которое реагирует на
изменение температуры замыканием и
размыканием электрических контактов.
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ТЕРМОСТАТА:
Часть термостата, которая реагирует на
изменение температуры размыканием и
замыканием контактов с помощью
исполнительного механизма. Существует два типа
таких устройств — биметаллический элемент
и термочувствительный баллон.
ТРАНСФОРМАТОР: Устройство, которое понижает или
повышает поступающее напряжение до
необходимого уровня.
ТРАНЗИСТОР: Полупроводниковый прибор, который
используется для управления и усиления
сигнала, передаваемого из одной цепи в
другую.
ТОК НЕПОДВИЖНОГО РОТОРА: Ток, потребляемый
двигателем в момент пуска, пока ротор еще
неподвижен.
ТОЧКА ПЕРЕЗАПУСКА: Точка, в которой
электрический регулятор замкнет свои контакты
после самоустранения опасных для
оборудования условий.
ТОЧКА ОТКЛЮЧЕНИЯ: Точка, в которой
электрический регулятор разомкнет свои контакты в
случае опасных обстоятельств.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 512
ТРАНСФОРМАТОР С СОЕДИНЕНИЕМ ФАЗ ЗВЕЗДОЙ:
Трехфазный трансформатор, концы
вторичных обмоток которого соединены в одну
общую точку, а начала их подключены к
источнику питания. Такой трансформатор
создает баланс между всеми его фазами и
землей.
ТРАНСФОРМАТОР С СОЕДИНЕНИЕМ ФАЗ ТРЕУГОЛЬНИ-
КОМ: Трехфазный трансформатор, выводы
вторичных обмоток которого соединены
между собой и образуют треугольник. Этот
трансформатор формирует высоковольтную
фазу на одном из своих силовых выводов.
У
УСТРОЙСТВО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЧАСТИЧНОГО
ВКЛЮЧЕНИЯ-ВЫКЛЮЧЕНИЯ: Устройство, которое
предохраняет нагрузку от быстрой
последовательности включений-выключений. Оно
используется, главным образом, для
защиты компрессоров от частых коммутаций.
ф
ФАЗЫ: Несколько токов, совершающих свои
колебания со сдвигом во времени в цепи
переменного тока.
х
ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ХЛАДОНОСИТЕЛЯМИ:
Холодильная установка, которая охлажда-
ед
513 терминологический словарь //ГТъ
ет воду, закачиваемую в ее другие части
для поддержания необходимых
климатических условий в определенной области.
ц
ЦЕЛОСТНОСТЬ ЦЕПИ: Полный путь для движения
электронов через цепь или элемент.
ЦЕПЬ УПРАВЛЕНИЯ: Цепь, которая управляет
некоторыми нагрузками во всей системе управления,
будь это катушка реле-контактора или
основная нагрузка.
ч
ЧАСТОТА: Количество полных периодов переменного
тока в секунду.
ЧАСТОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ-ВЫКЛЮЧЕНИЕ: Термин,
используемый при ссылке на обстоятельства,
которые происходят при слишком частых
запусках и остановках нагрузки.
ш
ШАРИКОВЫЙ ПОДШИПНИК: Устройство для
снижения трения, которое используется для
обеспечения свободного вращения и в качестве
конструктивной опоры вращающихся
частей устройства. Он состоит из внешнего и
внутреннего колец с дорожками качения и
содержит стальные шарики, вставленные
между кольцами.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 514
ЩЕЛЧКОВОЕ СРАБАТЫВАНИЕ КОНТАКТОВ
ТЕРМОСТАТА: Замыкание контактных групп
термостата при их мгновенном перемещении
(щелчке), более надежное, чем при слабом
контакте.
э
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С КОНДЕНСАТОРНЫМ ПУСКОМ:
Электродвигатель, использующий пусковой
конденсатор для повышения пускового
вращающего момента.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ: Путь для движения
электронов; цепь может быть замкнута или
разомкнута в зависимости от положения ее
выключателей.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК: Электрические явления,
которые происходят в результате выхода
электрона из атома и возвращения его назад.
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ: Энергия, которая создается
движением электронов. Она может
вырабатываться химическим, световым, тепловым и
механическим способами.
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО: Энергия, способная вызывать
движение электронов. Состояние дисбаланса,
которое наступает, когда электрон может
легко выбиваться из атома.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОЩНОТЬ: Темп потребления
электричества, измеряемый в ваттах.
515 терминологический словарь ЙГГЪ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ: Устройство,
которое размыкается и замыкается для
управления некоторой нагрузкой в
электрической цепи. Оно может коммутироваться под
воздействием температуры, давления,
влажности, электрического тока и
вручную.
ЭЛЕКТРОДЫ: Разнородные электрические
проводники в батарейке, которые вырабатывают
небольшую разность потенциалов.
ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР: Устройство,
используемое для измерения некоторых
электрических характеристик цепи, как,
например, напряжение, ток, сопротивление и
мощность.
ЭЛЕКТРОЛИТ: Химически активная масса между
электродами батарейки и некоторых
конденсаторов.
ЭЛЕКТРОМАГНИТ: Магнит, создаваемый
намотанным вокруг металлического стержня
проводом.
ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА: Разность потенциалов,
которая стимулирует движение электронов
через сопротивление.
ЭЛЕКТРОН: Частицы с отрицательным зарядом,
вращающиеся по орбите вокруг ядра атома.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ
ПОТРЕБИТЕЛЕМ: Соединения, которые
должны выполняться монтажником на
объекте установки.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... 516
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ: Электрическое устройство,
используемое для создания вращательного
движения и привода элементов,
нуждающихся во вращении. В двигателе
электрическая энергия преобразуется в
механическую посредством магнетизма, который
заставляет его вращаться.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАТУШКА. Устройство, которое
при подаче на него напряжения создает
магнитное поле и вызывает некоторое
воздействие на электрические элементы. Она
размыкает и замыкает контакты для
управления некоторыми элементами в
системе устройств нагрева, охлаждения и
кондиционирования .
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С РАСЩЕПЛЕНИЕМ ФАЗЫ:
Электродвигатель с пусковой и рабочей
обмотками. Это двигатель асинхронного типа.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНЫЙ: Асинхронный
двигатель с высоким пусковым вращающим
моментом, не нуждающийся в специальных
пусковых устройствах. Двигатель должен
работать на трехфазном токе.
ЭЛЕМЕНТ: Субстанция, которая имеет массу,
занимает определенную область и не может
разбиваться химическим путем.
ЭФФЕКТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ:
Переменный ток с его многочисленными сменами
направления и максимумами никогда не
покоится на постоянном значении.
Эффективное значение напряжения — это
действующее напряжение переменного тока.
о*
517 терминологический словарь йГГъ
Оно составляет 0,707 от амплитудного
значения.
я
ЯДРО: Центральная часть атома, состоящая из
протонов и нейтронов.
ЯКОРЬ ПОВОРОТНОГО ТИПА: Якорь, который
используется в контакторе и устанавливается на
оси. Якорь движется вверх и вниз,
совершая колебательное движение.
ЯКОРЬ: Подвижная часть контактора. Соединена с
контактной группой, которая вызывает
замыкание цепи при втягивании якоря в
магнитное поле катушки.
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автоматический выключатель 136, 283
Автоматический щит 136,138
Автономный кондиционер с воздушным
охлаждением 304, 311
управление 304
с воздушным охлаждением и выносным
конденсатором 305, 311
с водяным охлаждением 304, 311
газоэлектрический 308
крышные устройства 315
монтаж 315
Амперметры 48
с измерительными клещами 49
линейные 48
Аналоговый измерительный прибор 44
Антисипаторы 246
охлаждения 249
нагрева 247
Атом 6
Атомистическая теория 6
Биметаллический термостат 242
Биметаллическое реле 228
Бытовой кондиционер 305
Вольтметры 50
gjg АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Вольтомметры 54
Вращающий момент 148, 149
Временной термостат 258
применения 254, 258
установка 259
Встроенная защита компрессора 286
Встроенная защита устройства 285
Выключатель высокого давления 262
Выключатель низкого давления 263
Высоковольтные сети 114
Газоэлектрический кондиционер 308
Гигростат 267
Диод 393
Дырки 392
Емкостное сопротивление 106
Заводские электрические соединения 315
Закон электрических зарядов 9
Защитные устройства 67, 221, 281
отключение питания 222
сетевые 283
магнитные 69
тепловые 68
вспомогательные 224, 284
поиск неисправностей 226, 281
Защитные цепи управления 335
Идентификация выводов 170
Измеримое сопротивление 52
иГ\\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ. КОНДИЦИОНЕРОВ И... g20
Изоляторы 12
Иллюстрированная схема соединений 90
Импеданс 106
Индуктивное сопротивление 106
Исполнительный механизм 214, 280
Катушка электромагнитная 61, 213, 280
Клиновый ремень 202
Кнопочный выключатель 230
Комбинированная схема 90
Конденсаторный блок 298
для простых систем 299
для сложных систем 300
поиск неисправностей 303
Конденсаторный блок для
предприятий торговли 343
Конденсаторы электрические 153
рабочие 154
пусковые 153
поиск неисправностей 154
Компрессоры 169
функционирование 340
встроенные защитные устройства 347
идентификация выводов 170
поиск неисправностей 171
Кондиционер
схема электрическая принципиальная
бытового кондиционера 306, 320
Контакторы 62, 208
применение 210
521
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
катушки 212
контакты 212
функционирование 210
условное обозначение 62
поиск неисправностей 213, 278
Коэффициент мощности 18
Магнетизм 12, 142
возбуждаемый магнитным полем 142
возбуждаемый электрическим током 12, 44
Магнит постоянный 143, 144
Магнитный пускатель 64, 227
биметаллическое реле 228
тепловое реле 228
поиск неисправностей 229
Магнитное поле 143
Масляный защитный выключатель 267
Мембранные выключатели 236, 262
высокого давления 262
низкого давления 263
постоянного давления 262
обозначения и терминология 266
поиск неисправностей 266, 289
Метод исключения 367
Модуль реле комнатного вентилятора 321
Нагреватели 61
Нагрузки 59
нагреватели 61
электродвигатели 59
электромагнитные катушки 61
световая сигнализация 62
условные обозначения 60-62
ремонт холодильников, кондиционеров и... 522
Нагрузочный щит с предохранителями 134
Напряжение 14
однофазное 108
трехфазное Ц0
Нейтрон 7
Нормально замкнутые контакты 64
Нормально разомкнутые контакты 64
Ома закон 20
Омметр 51
Однофункциональные твердотельные
устройства 396
Параллельные цепи 33
применение 34
расчет 34
поиск неисправностей 367
Передача 201
прямая 201
ременная 202
Переменный ток 100
генератор переменного тока 104
частота 102
период 102
амплитудное значение 101
эффективное значение 102
самоиндукция 105
активное сопротивление цепи переменного
тока 105
фаза тока 103
распределение электроэнергии 107
коэффициент мощности 106
однофазный ток 108
523
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
трехфазный ток 110
трехфазные сети 110
характеристика сетей 111, 113
Подшипники скольжения 199
Позиционность 65
Поиск неисправностей в элементах управления
контакторах и реле 278
электродвигателях 277
защитных устройствах 281
мембранных выключателях 289
термостатах 287
трансформаторах 292
Полная мощность 18
Полупроводники 390
Последействие 247
Последовательная цепь 29
применения 29
расчет 31
поиск неисправностей 367
Последовательно-параллельная цепь 37
Предохранители 67, 220
выбор номиналов 133, 320
поиск неисправностей 282
Провода 121
выбор сечений 121, 320, 324
таблица сечений проводов 123
падение напряжения 123, 130
Проводимость п-типа 392
Проводимость р-типа 392
jtC\ ремонт холодильников, кондиционеров и. .. д24
Проводники 12
Противоэлектродвижущая сила 183
Протон 7
Пусковой вывод 170
Рабочий вывод 170
Распределительный центр 138
Реактивное сопротивление 105
Реле: напряжения (потенциальное) 62, 186, 215
токовое 184
тепловое 192, 228
пусковое твердотельное 194
выдержки времени 269
функционирование 215
поиск неисправностей 219, 278
биметаллическое 228
Ротор 146
«беличье колесо» 147
Рубильник 65,131
с предохранителями 133
кожух 132
Система управления кондиционированием 296
конденсаторные блоки 298
шины управления 320
автономные устройства 304, 353
соединения, выполняемые
потребителем 315
поиск неисправностей 303, 361
Системом управления посредством откачки 357
Система управления холодильной установкой с
хладоносителем 340
525
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Системная задержка 247
Сложная система управления 300, 338, 352
Соединение обмоток: звездой 114
треугольником 111
Соленоид 61
Соленоидный вентиль 270
Сортамент проводов 123-129
Сплит-системы 353
Схема установки оборудования 90
Схема принципиальная 70
условные обозначения 70
чтение 72, 78
Схемы электрические
конденсаторного блока 74
установки оборудования 90
иллюстрированная соединений 90
принципиальные простые 70, 72
принципиальные сложные 70, 78
Таймеры 269, 345
Твердотельные системы управления 388
простые схемы 396
сложные схемы 408
элементы 390
пусковое реле 194
таймеры 396
Тепловой радиатор 78, 256
схема принципиальная
электрическая 78, 257
многорежимный термостат 253
твердотельный модуль оттаивания 399
Wll РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... g26
Термостат 66, 236, 240, 287
низковольтный 288, 245, 288
сетевой 287, 244, 287
биметаллический 242
с дистанционным термочувствительным
баллоном 242
многорежимный 253
временной 253, 258
поиск неисправностей 252
применение 241
Ток, постоянный 16
переменный 16
Трансформатор 69, 237, 292
функционирование 238
с соединением фаз треугольником 111
с соединением фаз звездой 114
выбор характеристик 238
поиск неисправностей 240, 292
Трехфазный электродвигатель 167
с соединением обмоток треугольником 168
с соединением обмоток звездой 168
Условные обозначения 60-69
Устройство защиты по току 67
Цепи, 27
целостность 52
Цепи управления 331
простые системы управления 331, 366
сложные системы управления 338
способы управления сложными
системами 338
полные системы управления торгового
и промышленного назначения 358, 368
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
полные системы управления бытовых
устройств 337
поиск неисправностей 361
Цифровой измерительный прибор 46
Частое включение-выключение 397
Частота 102
Шариковые подшипники 198
Шины управления
автономного кондиционера 320
сплит-системы 322
Щелчковое срабатывание 243
Электрическая мощность 18, 22, 106
Электрические сети 103
однофазные 108
трехфазные 110
высоковольтные 114
характеристики 115
Электрические цепи 26
замкнутые 27
разомкнутые 27
последовательные 26, 29
параллельные 26, 33
последовательно-параллельные 37
поиск неисправностей 367
Электричество 9-12,16
Электродвигатели 59, 277
основные понятия 59, 142, 146
открытого и закрытого типа 149, 160, 161
конденсаторные 162
конденсаторные с конденсаторным
пуском 165
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 528
герметичные 169
с экранированными полюсами 149
трехфазные 167
силовые характеристики 148
Электродвижущая сила 14, 15
Электрод ы' 11
Электроизмерительные приборы 42, 44
амперметры 48
вольтметры 50
омметры 51
Электролит 11
Электромагнит 144 ч
Электромагнитная катушка 61
Электроны 6
Электроэнергия 107
Элементы системы управления
контакторы 208
магнитные пускатели 227
реле 215
кнопочные устройства 230
твердотельные регуляторы 396
защитные устройства 220
Ядро 6
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие , 3
Глава 1. Элементарная электротехника 5
1.1. Атомистическая теория 6
1.2. Положительные и отрицательные заряды 8
1.3. Поток электронов 9
1.4. Проводники и изоляторы 12
1.5. Электрический потенциал 13
1.6. Электрический ток 16
1.7. Сопротивление 17
1.8. Электрическая мощность и энергия 18
1.9. Закон Ома 20
1.10. Расчет электрической мощности 22
Краткие выводы 23
Вопросы 24
Глава 2. Электрические цепи 26
2.1.0сновные понятия электрических цепей 27
2.2. Последовательные цепи 29
2.3. Параллельные цепи 33
2.4. Последовательно-параллельные цепи 37
Краткие выводы 39
Вопросы 40
Глава 3. Электроизмерительные приборы 42
3.1. Электроизмерительные приборы 44
3.2. Амперметры 48
531 ОГЛАВЛЕНИЕ
3.3. Вольтметры 50
3.4. Омметры 51
Краткие выводы 54
Вопросы 56
Глава 4. Элементы, обозначения и схемы устройств
кондиционирования 58
4.1. Нагрузки 59
4.2. Контакторы и реле 62
4.3. Магнитные пускатели 64
4.4. Выключатели 65
4.5. Защитные устройства 67
4.6. Трансформаторы 69
4.7. Принципиальные схемы 70
4.8. Чтение простых принципиальных схем 72
4.9. Чтение сложных принципиальных схем 78
4.10. Иллюстрированные схемы соединений 90
4.11. Схемы установки оборудования 90
Краткие выводы 92
Вопросы 95
Глава 5. Переменный ток, распределение
электроэнергии и электрические сети 100
5.1. Основные понятия переменного тока 101
5.2. Распределение электрической энергии 107
5.3. Однофазные сети 230В-60 Гц 108
5.4. Трехфазные сети 110
5.5. Сети с соединением фаз треугольником 111
5.6. Сети с соединением фаз звездой 113
5.7. Высоковольтные сети 114
Краткие выводы 117
Вопросы 119
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 532
Глава 6. Монтаж систем нагрева, охлаждения и
конденционирования 120
6.1. Выбор сечений проводов 121
6.2. Рубильники 131
6.3. Нагрузочные щиты с предохранителями 134
6.4. Автоматические щиты 136
6.5. Распределительные центры 138
Краткие выводы 139
Вопросы 141
Глава 7. Электродвигатели: основные понятия 143
7.1. Магнетизм 143
7.2. Принципы устройства электродвигателей 146
7.3. Типы электродвигателей 148
7.4. Двигатели с экранированными полюсами 149
7.5. Конденсаторы 153
7.6. Двигатели с расщеплением фазы 156
J.7 Конденсаторные двигатели 162
7.8. Конденсаторные двигатели с конденсаторным
пуском 165
7.9. Трехфазные двигатели 167
7.10. Двигатели герметичных компрессоров 169
Краткие выводы 177
Вопросы 179
Глава 8. Компоненты электродвигателей 182
8.1. Пусковые реле для однофазных двигателей 183
8.2. Токовые реле 184
8.3. Потенциальные реле 186
8.5. Твердотельные пусковые реле 192
8.6. Подшипники электродвигателей 194
8.7. Передача вращения от электродвигателей 198
Краткие выводы 201
Вопросы 204
533 оглавление ipr^
Глава 9. Контакторы, реле и устройства защиты 208
9.1. Контакторы 209
9.2. Реле 215
9.3. Устройства защиты 220
9.4. Магнитные пускатели 227
9.5. Кнопочные устройства 230
Краткие выводы 231
Вопросы 233
Глава 10. Термостаты, мембранные выключатели и
другие электрические устройства управления 236
10.1. Трансформаторы 237
10.2. Термостаты 240
10.3. Многорежимные термостаты 253
10.4. Временные термостаты 258
10.5. Мембранные выключатели 262
10.6. Прочие электрические устройства 267
Краткие выводы 271
Вопросы . 273
Глава 11. Поиск неисправностей в электрических
элементах управления 276
11.1. Электродвигатели 277
11.2. Контакторы и реле 278
11.3. Защитные устройства 281
11.4. Термостаты 287
11.5. Мембранные выключатели 289
11.6. Трансформаторы 292
Краткие выводы 293
Вопросы 294
Глава 12. Системы управления кондиционированием
воздуха 296
12.1. Конденсаторные блоки 298
jTC\ РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, КОНДИЦИОНЕРОВ И... 534
12.2. Автономные кондиционеры 304
12.3. Электрические соединения, выполняемые
потребителем 315
Краткие выводы 325
Вопросы 327
Глава 13. Системы управления: цепи и поиск
неисправностей 330
13.1. Основные цепи управления 331
13.2. Полная система управления бытовых
устройств 337
13.3. Сложные системы управления 338
13.4. Способы управления сложными системами 352
13.5. Полные системы управления для торгового и
промышленного оборудования 358
13.6. Поиск неисправностей в системах управления.. 360
Краткие выводы 382
Вопросы 386
Глава 14. Твердотельные системы и устройства
управления 388
14.1. Элементы электронных систем 390
14.2. Простейшие электронные регуляторы 396
14.3. Сложные электронные регуляторы 408
Краткие выводы 412
Вопросы 414
Лабораторные работы 416
Лабораторные работы № 1 416
Лабораторные работы № 2 ~ 421
Лабораторные работы № 3 428
Лабораторные работы № 4 432
Лабораторные работы № 5 440
Лабораторные работы № 6 444
535 оглавление ify^
Лабораторные работы № 7 448
Лабораторные работы № 8 454
Лабораторные работы № 9 457
Лабораторные работы № 10 463
Лабораторные работы № 11 469
Лабораторные работы № 12 474
Лабораторные работы № 13 478
Лабораторные работы № 14 480
Лабораторные работы № 15 483
Терминологический словарь 488
Алфавитный указатель 514
Серия «Учебники, учебные пособия»
Рассел Е. Смит
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ,
КОНДИЦИОНЕРОВ
И
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Редактор Подгорный Н.
Корректор Подгорный Н.
Художник Пыльцын М.
Компьютерная верстка Русинова Е.
Лицензия ЛР № 065194 от 2 июня 1997 г.
Сдано в набор 2.07.98. Подписано в печать 12 10.98.
Формат 84x108 !/32. Бумага газетная
Гарнитура TextBook
Тираж 10 000. Заказ № 233.
Издательство «ФЕНИКС»
344007, г. Ростов-на-Дону, пер. Соборный, 17
4ж>еникс
^ Торгово-издательская
фирма
Книги издательства «Феникс» можно приобрести
в крупнейших магазинах г. Москвы:
ТД «Библио-Глобус»
ул. Мясницкая, 6 (тел. 925-24-57)
ТД «Москва»
ул. Тверская, 8 (тел. 229-66-43)
«Московский Дом книги»
Новый Арбат, 8 (тел. 290-45-07)
«Молодая гвардия»
ул. Большая Полянка, 28 (тел. 238-50-01)
«Дом педагогической книги»
ул. Пушкинская, 7/5 (тел. 229-50-04)
«Медицинская книга»
Комсомольский проспект, 25 (тел. 245-39-27)
и других.
По вопросам оптовых и мелкооптовых
поставок книг издательства «Феникс»
обращайтесь в г. Москве в фирму
*Ридас»
Новоданиловская набережная, 9
(тел. 954-30-44)