PTC启动继电器.ppt

电冰箱PTC启动继电器知识培训,陈武熙编辑2011年4月10日,PTC启动继电器,家用电冰箱多采用PTC（正温度系数）热敏电阻代替电磁式的启动继电器。优点：结构简单、工作可靠、无触点、寿命长等优点。缺点：由于PTC启动器的热惯性，压缩机每次启动后，必须间隔2-3min后才能进行再一次启动。,PTC,PTC热敏电阻元件,PTC,一、PTC热敏电阻,1、材料：钛酸钡掺和微量的稀土元素经陶瓷工艺制成的一种半导体晶体。2、PTC材料的开发 对PTC热敏电阻用材料有如下要求：(1)室温电阻值低阻化；(2)增大电阻温度系数：(3)增加电阻变化位数；(4)增大耐电压能力；(5)冲击电流和控制电流的大电流化；(6)电阻跃变的初始温度(简称开关温度)的宽区域化；(7)持久的稳定性。,PTC,关于室温电阻值的低阻化和增大电阻变化位数(同增大耐电压有关)的情况在5O年代 中期，电阻变化约为34位数。到6O年代末期，通过添加Mn，把性能提高，电阻变化为67位数，已能较好地提供使用。因此 作为 无触点开关，特别是作为消磁元件的主体，通过提高耐电压已达到了元件小型化，动作高建 化以及电流值高衰减化的目的。另外，通过改善陶瓷的微细结构获得了耐焦耳热冲击 的基 片，以及采用大电流、耐高温电极使PTC热敏电阻向大冲击电流化方向前进了一步。其次是开关温度宽区域化。用钛酸钡时为12OC。目前开关温度达到300C的产品已实 用化。低温区的产品，除开关元件、发热体之外，主要是用作温度补偿，降低 电阻温度的系 数，在使用温度范围内(一30C8OC)采用固定温度系数。关于保持稳定性方面，通过陶瓷基片、电极等材料的设计和端子连接机构，包封，外包 装等设计的进一步改善，改变PTC热敏电阻开发初期的不稳定状况，作为高可靠的 电子产品已确立了其应有的地位。,PTC,3、PTC热敏电阻的特性,从应用的角度出发，通常把PTC材料的基本特性分为：电阻-温度特性、伏-安特性、电流-时间特性和热特性。1）、电阻-温度特性（R-T）电阻-温度特性通常简称为阻温特性，指在规定的电压下，PTC热敏电阻零功率电阻与电阻温度之间的依赖关系。零功率电阻,是指在某一温度下测量PTC热敏电阻值时,加在PTC热敏电阻上的功耗极低,低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值变化可以忽略不计。额定零功率电阻指环境温度25条件下测得的零功率电阻值.。,PTC,电阻-温度特性曲线,PTC,2）、伏-安特性（V-I特性）电压-电流特性简称伏安特性，它展示了PTC热敏电阻在加电气负载达到热平衡的情况下，电压与电流的相互依赖关系。,PTC热敏电阻的伏安特性大致可分为三个区域：在0-Vk之间的区域称为线性区，此间的电压和电流的关系基本符合欧姆定律，不产生明显的非线性变化，也称不动作区。在Vk-Vmax之间的区域称为跃变区，此时由于PTC热敏电阻的自热升温，电阻值产生跃变，电流随着电压的上升而下降，所以此区也称动作区。在VD以上的区域称为击穿区，此时电流随着电压的上升而上升，PTC热敏电阻的阻值呈指数型下降，于是电压越高，电流越大，PTC热敏电阻的温度越高，阻值越低，很快导致PTC热敏电阻的热击穿。伏安特性是过载保护PTC热敏电阻的重要参考特性。,PTC,伏安特性曲线图,PTC,不动作区 动作区 击穿区,3）、电流-时间特性（I-t特性）电流-时间特性是指PTC热敏电阻在施加电压的过程中，电流随时间变化的特性。开始加电瞬间的电流称为起始电流，达到热平衡时的电流称为残余电流。,一定环境温度下,给PTC热敏电阻加一个起始电流(保证是动作电流),通过PTC热敏电阻的电流降低到起始电流的50%时经历的时间就是动作时间。电流-时间特性是自动消磁PTC热敏电阻、延时启动PTC热敏电阻、过载保护PTC热敏电阻的重要参考特性。,PTC,4、PTC热敏电阻的应用,PTC热敏电阻的用途如表所示。下面分别加以说明。利用电阻温度特性 温度补偿元件 各种 电子设备的电子电路 温度传感器 用于电子被褥等的温调 利用电压电流 特性 恒温发热体 暖风加热器 利用电流时间特性 消磁元件 起动马达用元件 防止过电流 定时器,电子灶电子灶一饭锅除露冷库活动式加热器，电子 锁，电子保护置电子驱蚊器，电香炉复制定影加热器，予防VTR结露，蒸汽熨斗，防冻加热器石油雾化加热器，化由器用加热体气门加热器 家庭取暖器，车辆用取暖器，衣服。布匹，食 品干燥 器 空气干燥器被，褥干燥器,彩电，彩色显示器 冷库、空压机 马达、继电器线圈、电子电路、萤光灯 蜂呜器、灯,PTC,5、热敏电阻的主要特点,灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10100倍以上，能检测出10-6的温度变化；工作温度范围宽，常温器件适用于-55315，高温器件适用温度高于315（目前最高可达到2000），低温器件适用于-27355；体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；使用方便，电阻值可在0.1100k间任意选择；易加工成复杂的形状，可大批量生产；稳定性好、过载能力强 生产中需要连续运转的车床，电热烘箱，机电设备以及其他无人防守的设备，因电机过热或温控失灵造成的事故比较多见，使用电机过热保护用PTC热敏电阻可以有效防止事故发生。,PTC,6、热敏电阻特性的实验,电源,热敏电阻,灯泡,PTC,三、电冰箱PTC启动继电器的接法,PTC,采用PTC起动继电器起动的直冷式电冰箱电路由压缩机电动机、PTC起动继电器和碟形过载保护器以及温控器、门灯控制电路组成。其工作过程是:在电冰箱接通电源时，温控器处于接通状态，PTC起动继电器在室温条件下，元件的阻值很低，呈导通状态;当电流通过PTC元件的瞬间，由于PTC与电动机起动绕组串联，电流顺利通过起动绕组和运行绕组，电动机定子获得旋转磁场，使电动机旋转起来。与此同时，通过PTC 元件的电流使其被加热，温度迅速上升到居里点以上，进入高阻值状态，通过的电流急剧减少，PTC起动继电器将电动机起动绕组电路切断，电动机起动工作完毕，电动机进入正常工作状态.,PTC,1、特性：在正常室温下的电阻很小，当达到某一温度值时，电阻值会急骤增大数千倍。（这一温度成为临界温度。在冰箱中这一温度为5060摄氏度）2、工作原理：压缩机开始启动时PTC温度比较低，电阻较小（仅几十欧），可近似地视为开路。启动过程比正常运行时电流高46倍。大电流使PTC元件的温度迅速升高，当温度升高至临界温度后电阻值突然增大至数万欧，通过的电流又大幅度下降到很小的稳定值。此电流很小可以忽略不计，可以近似地视为断路。,PTC,3、应用原理电机在启动时，要克服本身的惯性，同时还要克服负载的反作用力（如冰箱压缩机启动时必须克服制冷剂的反作用力），因此电机启动时需要较大的电流和转矩。当转动正常后，为了节约能源，需要的转矩又要大幅度下降。给电机加一组辅助线圈，只在启动时工作，正常后它就断开。将PTC热敏电阻串联在启动辅助线圈，启动后PTC热敏电阻进入高阻态切断辅助线圈，正好可以达到这种效果。该产品具有无触点、噪音低、可靠性高、寿命长等特点，不同的特性、结构用以保证不同的整机设计要求。冰箱的压缩机启动用PTC热敏电阻器冰箱的压缩机由单相感应电动机驱动。电机启动时，既要克服本身的惯性，又要克服负载高压制冷剂的反作用力，需要保证较大的启动电流，为此，通常要采用带PTC热敏电阻器的启动电路。,PTC,四、电冰箱PTC继电器故障,1、电源电压在允许的波动范围内，压缩机连续启动三次以上，应不能进入正常运转。2、电源电压正常、压缩机及电机完好、冰箱通电后听不到触点接触的响声，只听到压缩机嗡嗡了10秒钟左右就不响了，稍过一段时间，又重复这一现象。3、电源电压正常，电机完好，接通电源后压缩机一点响声都没有，吸合电流为0安，经过3秒钟热保护触点跳开。4、电源电压正常、电机完好，接通电源后压缩机嗡嗡响，吸合电流在5安以上，经过3秒钟启动触点不断开，然后热保护触点跳开。,PTC,上述故障现象都是由启动继电器故障引起的。故障主要的原因有几种：（1）启动器触点过脏，烧焦或凸凹不平、启动器和热保护器与压缩机电机插接不牢或接触不良等；（2）启动器触点粘连；（3）通常是由于启动器接线松脱、启动器电流线圈开路造成的。（4）由于启动器触点不能闭合引起的。在更换启动继电器和热保护器若规格不同。也会造成压缩机不能正常启动工作或频繁启停的现象，因此在更换新的元件的时候，应特别注意与压缩机的合理匹配。,PTC,五、PTC启动继电器的检测方法,将万用表调至欧姆档（如R1档），“校零”后，用万用表两笔分别测量电源、温控器接线柱L与启动线圈接线柱S之间的阻值，电源、温控器接线柱L与运行绕组接线柱M之间的阻值。若测得PTC启动继电器L-S之间阻值为几十个欧姆（约束力2），L-M之间阻值为零（“0”），则表示PTC继电器正常。,PTC,培训课程到此结束,陈武熙致11年4月0日,谢谢同学们！,