七、单相PTC或电流继电器、离心开关启动运行电路
PTC或电流继电器或离心开关启动运行电路都是在启动瞬间接通启动绕组,在电动机进入正常运行后切断运行绕组,同时都可以配合运行或启动电容器一起工作。因此,将三个电路合在一起进行讲解。
1.电路原理图与工作原理
(1)PTC启动器控制电路原理
PTC启动器及启动控制电路如图1-31所示。最新式的启动元件是“PTC”,它是一种能“通”或“断”的热敏电阻。PTC热敏电阻是一种新型的半导体元件,可用作延时型启动开关。使用时,将PTC元件与电容启动或电阻启动电动机的副绕组串联。在启动初期,因PTC热敏电阻尚未发热,阻值很低,副绕组处于通路状态,电动机开始启动。随着时间的推移,电动机的转速不断增加,PTC元件的温度因本身的焦耳热而上升,当超过居里点Tc(即电阻急剧增加的温度点),电阻剧增,副绕组电路相当于断开,但还有一个很小的维持电流,并有2~3W的损耗,使PTC元件的温度维持在居里点Tc值以上。当电动机停止运行后,PTC元件温度不断下降,约2~3min其电阻值降到Tc点以下,这时又可以重新启动。
图1-31 PTC启动器外形与控制电路
1—半导体启动器;2—热保护继电器;3—运行绕组;4—启动绕组
(2)电流启动继电器控制电路
启动器外形、结构与接线如图1-32所示。有些电动机,如气泵电动机,由于它与压缩机组装在一起,并放在密封的罐子里,不便于安装离心开关,就用启动继电器代替。继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中,启动时,主绕组电流很大,衔铁动作,使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。于是副绕组接通,电动机处于两相绕组运行状态。随着转子转速上升,主绕组电流不断下降,吸引线圈的吸力下降。当到达一定的转速,电磁铁的吸力小于触点的反作用弹簧的拉力,触点被打开,副绕组就脱离电源。
图1-32 电流启动器外形、结构与接线
1—绝缘壳体;2—励磁线圈;3—静触点;4—动触点;5—启动器;6—线圈;7—接点;8—启动电容器;9—启动绕组;10—转子;11—运转绕组
(3)离心开关启动控制电路
对于离心开关启动控制电路,定子线槽主绕组、副绕组分布与电阻启动式电动机相同,但副绕组线径较粗,电阻大,主副绕组为并联电路。副绕组和一个容量较大的启动电容串联,再串联离心开关。副绕组只参与启动而不参与运行。当电动机启动后达到75%~80%的转速时通过离心开关将副绕组和启动电容器切离电源,由主绕组单独工作(图1-33)。
图1-33 单相电容启动异步电动机接线原理图
2.电气控制部件与作用
所选元器件作用表如表1-16所示。
表1-16 电路所选元器件作用表
注:对于元器件的选择,电气参数要符合,具体元器件的型号和外形要根据现场要求和实际配电箱结构选择。
3.电路接线组装
(1)PTC启动器控制电路接线
把启动器串联在副绕组上,保护继电器起到过流发热、断开电路供电作用,所以把它接到零线回路。PTC启动器控制电路接线如图1-34所示。
图1-34 PTC启动器控制电路接线图
(2)电流启动控制电路接线
在电路接线过程中采用不同的元件达到控制目的,电流启动控制电路接线就是另外一种采用不同元件的接线方法,如图1-35所示。
图1-35 电流启动控制电路接线图
(3)离心开关启动控制电路接线
把离心开关串联在启动绕组即可,在实际电路中离心开关在电动机内部,外界看不到,接线时要注意,如图1-36所示。
图1-36 离心开关启动控制电路接线图
4.电路调试与检修
电动机内部设有离心开关,离心开关在电动机内部,随电动机的高速运转就可以把电容器断开,对于这种电路,接通空开,如果电容器没有毁坏,电动机能够正常运转,能听到开关断开的声音。如果接通电源,电动机不能够正常运转,应检测空开下端电压,电动机的接线柱的电压是否正常,如果接通空开后电动机有“嗡嗡”声,但是不能启动,说明是电容器毁坏,更换电容器就可以了。如果接通空开,电动机能够运转,“嗡嗡”声比较大,能够直观看到电动机的轴转速比较慢,或是听不能瞬间开关断开声音,说明是内部离心开关毁坏,可以打开电动机修理或直接更换离心开关。
一般半导体用PTC正温度系数热敏电阻,接通空开后,电路当中没有毁坏的元件,电动机应该能够正常运行。如果接通电源开关以后,电动机不能够正常运行,首先检查过流继电器是否毁坏。检测过流继电器是否毁坏可直接加热,如里边有响声,用万用表测量两端的阻值,常温情况下应该是相通的,启动瞬间电流过大加热以后应该是断开的。半导体启动器常温时阻值是9~19Ω,一般为5Ω,半导体启动器加热后的阻值是无穷大,说明半导体启动器是好的。电容器主要是用万用表检测是否有充放电现象,有充放电现象是好的,没有充放电现象是坏的。用万用表检测上述元件均完好,接通空开,电动机仍不能正常运行,说明是电动机毁坏,可维修或更换电动机。