4.2 认识中央空调器控制系统强电部件
4.2.1 交流接触器
(1)原理 交流接触器是利用电磁吸力,使电路接通和断开的一种自动控制电器。
(2)结构 接触器的结构主要是由电磁系统(铁芯、线圈)和触头组成。线圈与静铁芯(又叫下铁芯)固定不动,当接通开关使线圈通电时,铁芯线圈产生电磁力,将动铁芯(又叫上铁芯)吸合。同时动铁芯带动三个动触头向下运动与三个静触头接触,使电源可以由接触器的输入端送到接触器的输出端。
交流接触器电路分为回路、控制电路两部分。通常把负载电源供电回路叫主回路,把线圈通断控制回路叫控制回路。交流接触器在大型中央空调器配电柜中的应用见文前彩图4-4。
(3)判断交流接触器的方法
①首先检测线圈的绕组阻值。
②用万用表欧姆挡检测交流接触器上下接点的通断情况,在未通电情况下,上下触点间阻值应为无穷大,如有阻值,则表明内部触点粘连。
③按下交流接触器表面的强制按钮,用万用表检测上、下两触点的阻值,每组阻值正常情况下应为“零”,若上、下触点无阻值“∞”或阻值变大,则表明内部触点表面可能有挂弧现象。
(4)维修交流接触器经验 维修交流接触器方法见图4-5。
图4-5 维修交流接触器方法
维修当中经验谈:
出现电压不稳或启动时电压降比较大的情况,则很容易损坏交流接触器,如有此类现象,维修人员一定要先将电源故障排除后,方可更换接触器,这是笔者多年的维修经验。
在维修当中如有上述现象,则应更换交流接触器,另外有一种比较容易导致接触器损坏的现象,也是比较常见的,多出在三相20匹以上中央空调中。大型中央空调器对电源电压的要求比较高,如果出现电压不稳或启动时电压降比较大的情况,则很容易损坏交流接触器。
4.2.2 空气开关
(1)功能 空气开关是一种用于不频繁地接通和断开电路及控制大功率的部件。见图4-6。
图4-6 空气开关动作原理图
(2)原理 空气开关是由主触点、灭弧室、操作机构、脱扣器、绝缘底座、外壳组成。当空气开关闭合时,空气开关的触点就导通,当空气开关断开时,空气开关的触点就断开,当所流过空气开关的电流过大时,空气开关里的保护装置就使空气开关跳闸,从而断开电路。
(3)测量方法 正常情况下的三个触点应该是处于常通状态,用万用表欧姆挡测量空气开关的三个触点,阻值为零。
(4)故障判断检测方法 空气开关通常出现故障有:①触点烧毁;②触点粘连。
4.2.3 漏电断路器
漏电断路器,它由漏电脱扣器、零序电流互感器和自动开关组合而成。适用于交流电,单相220V/50Hz或240V/50Hz及三相380V/50Hz电路中,主要作用于有致命危险的人身触电和电器设备漏电保护,并可用作照明线路的过载及短路保护,以及在正常情况下作为线路不频繁的转换之用。
(1)三相漏电断路器结构、部件名称 DZ47-63型三相漏电断路器结构、部件名称见图4-7。
图4-7 DZ47-63型三相漏电断路器结构、部件名称
(2)三相漏电断路器工作原理 当被保护电路有漏电或人身触电通过零序电流互感器电流的矢量和不等于零,互感器二次级圈的两侧产生电压,当达到一定值时,通过漏电脱扣器在0.01s内切断电源,从而起到触电和漏电保护作用。三相漏电断路器工作原理见图4-8。
图4-8 三相漏电断路器工作原理
电流型漏电保护也有死区,例如,我们脚下有绝缘,触电时电流的回路是从一只手与另一只手或与其他部位形成回路,零序电流互感器的二次不会有零序电流,在人体上的电流相当于负载,零序电流互感器的二次电流还是零,脱扣器不会动作,断路器不会漏电动作掉闸,这时,漏电断路器是起不到保护作用的。
所以,我们在安装漏电断路器时,被保护设备的外壳必须有接地、接零或PE保护才能起到保护作用;另外,我们也不要认为安装了漏电断路器在什么情况下都能起到保护作用。
(3)漏电保护器选择方法 根据负载额定电流的总和的1.5~2倍来选择漏电断路器。
各种漏电保护器都有一个试验装置,用以模拟产生漏电电流,以检查漏电保护器是否能正常工作。一般使用中的漏电保护器,每隔一定时间(不少于一个月)应操作一次试验装置,以考查保护器的脱扣功能。因为这个试验电路是按短时工作设计的,所以每次试验时间不得太长,也不得频繁试验。在条件允许的情况下,应检验其动作特性,以便及时发现问题,及时处理。
(4)漏电保护器在TT系统选择及接线方法 漏电保护器在TT系统选择及接线方法见图4-9。
图4-9 漏电保护器在TT系统选择及接线方法
(5)漏电保护器在TN-C系统选择及接线方法 TN-C系统是三相四线制——3根相线、1根PEN线。
采用三相四线制低压供电系统:即380V/220V中性点直接接地低压供电系统,该供电系统具有三条相线(火线)L1、L2、L3,一条零线。这条零线之所以称为零线,就是因为它是由变压器二次侧中性点引出的,而二次侧中性点又直接接地与大地零电位连接。在三相四线制低压供电系统中它既是工作零线,又是保护零线,现在称为PEN线,其中PE是保护零线,N是工作零线,合起来就是PEN线,PEN线表示工作零线兼作保护零线,俗称“零地合一”。
漏电保护器在TN-C系统选择及接线方法见图4-10。
图4-10 漏电保护器在TN-C系统选择及接线方法
(6)漏电保护器在TN-S系统选择及接线方法 TN-S系统是三相五线制——3根相线、1根零线、1根地线。
三相五线制标准导线颜色为:L1相黄色,L2相绿色,L3相红色,N线浅蓝色,PE线黄绿双色。
三相五线制中五线是:3根相线加一根地线一根零线。三相五线制比三相四线制多一根地线,用于安全要求较高,设备要求统一接地的场所。
三相五线制的学问就在于这两根“零线”上:在比较精密电子仪器的电网中使用时,如果零线和接地线共用一根线的话,对于电路中的工作零点会有影响的,虽然理论上它们都是0电位点,如果偶尔有一个电涌脉冲冲击到工作零线,而零线和地线却没有分开,比如这种脉冲是因为相线漏电引起的,再如有些电子电路中零点飘移现象严重的话,那么电器外壳就可能会带电,可能会损坏电气元件的,甚至损坏电器,造成人身危险。
零线和地线的根本差别:一个构成工作回路,一个起保护作用叫作保护接地。一个回电网,一个回大地。在电子电路中这两个概念是要区别开来的,在正规单位里,这两根线规定:必须要分开接。因为电气件的损坏往往只几微秒的时间,所以要将误动作电流更快的引回大地。
漏电保护器在TN-S系统选择及接线方法见图4-11。
图4-11 漏电保护器在TN-S系统选择及接线方法
4.2.4 变压器
(1)工作原理 利用电磁感应将交流电压或电流转换成所需要的值。接入交流电源的线圈称初级线圈;接负载的线圈称为次级线圈。初级线圈通过变化的电流时,在次级线圈产生感应电动势。
变压器工作原理见图4-12。
图4-12 变压器工作原理
学一点变压器知识:初级绕1320匝,接220V的电源,合每伏6匝;如果次级要获得1V的电压,就要绕6匝。
以上是变压器的工作原理,即变压器初级绕组与次级绕组的匝数比等于初级绕组与次级绕组的电压比。降压变压器的特点:
初级(一次)绕组的电压高、匝数多、电流小、导线细。
次级(二次)绕组的电压低、匝数少、电流大、导线粗。
变压器额定电流的计算公式:
Ie为额定电流;S为视在功率;U为电压。
(2)类型 分升压变压器和降压变压器,实现升压和降压的关键是在于调整初级线圈和次级线圈的匝数比。
(3)变压器用途 可以分为配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器、试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。
(4)作用 变压器用途广泛。在中央空调器中主要用于将交流380V/50Hz电源电,变为控制板工作需要的交流电,一般次级输出有24V、13.5V、9V三种。
10kV变压器变成0.4kV电压工作原理及电流计算方法见图4-13。
图4-13 10kV变压器变成0.4kV电压工作原理及电流计算方法
变压器的工作原理及电流的计算
一次额定电流:每百千伏·安
二次额定电流:每百千伏·安
由此可见:
10/0.4的电力变压器:一次匝数多、电压高、导线细、电流小;二次匝数少、电压低、导线粗、电流大。
根据以上公式得出的结果,我们在工作中,只要知道变压器的容量,不必用公式计算,就按每百千伏·安一次电流5.77A,二次电流144.3A。
(5)故障检测 变压器发生故障的原因有电路故障和磁路故障。目前空调器上变压器初级(输入端)的阻值一般在几百欧姆,次级(输出端)阻值一般在几欧姆,变压器在出现故障后,一般表现为整机上电无反应,不工作。因此在维修时单独测变压器初、次级线圈绕组,也可在通电情况下,检测次级是否有十几伏电压输出,即可判断变压器好坏。
注意:实际维修时有的维修工在变压器出现故障时(变压器熔丝断),将变压器保险线除去,直接短接,可使变压器正常工作。此办法只可应急处理,但必须在短时间内更换新变压器,如果未能及时更换很有可能造成严重后果,譬如此变压器绝缘层烧坏、着火等。