4_电冰箱电气控制系统与工作原理

电冰箱的电器控制系统序•电冰箱的电气控制系统组成：电冰箱的温度自动控制系统、除霜控制系统、压缩机启动与过电流保护和过热保护系统、照明电路等。•电冰箱电路分类：分为直冷式电冰箱电路、间冷式电冰箱电路和电子温控式电冰箱电路。一、直冷式电冰箱的控制电路1.单门直冷式电冰箱的控制电路组成：由启动电容1、重锤式启动继电器2、压缩机电动机3、过电流过热蝶形热保护器4、温度控制器5、照明灯开关7和照明灯8等组成。•1.单门直冷式（重锤式启动器）一、直冷式电冰箱的控制电路2.温度控制：当箱内冷冻室温度低于温控器所设定的下限温度时，温度控制器5断开压缩机的电源，从而使压缩机停机（升温）。当箱内冷冻室温度高于温控器所设定的上限温度时，温度控制器5接通电源，压缩机启动（降温）。•1.单门直冷式（重锤式启动器）一、直冷式电冰箱的控制电路3.压缩机启动运行控制1：接通电源时温控器5闭合，电流经过运行绕组而进入重锤式启动继电器的线圈构成回路，在此瞬间，启动电流一般可达到6～8A以上，使重锤式启动继电器的线圈产生足够吸引衔铁的磁力，重锤式启动继电器触点闭合．电动机的启动绕组接通电源，压缩机启动。随着转速的增加，运行绕组10中的电流逐渐减小，当电流减小到无法再吸引重锤式启动继电器的衔铁时，触点断开，电动机的启动绕组9断电，电动机进人正常的运行状态，此时的电流为运行电流。电容1的作用是起电流移相，增大启动转矩，改善启动性能。•1.单门直冷式（重锤式启动器）一、直冷式电冰箱的控制电路4.压缩机启动运行控制2：在电路通电的瞬间，由于PTC启动器电流小，温度比较低，所以电阻值也较低，则启动绕组处于接通状态。压缩机启动绕组和运行绕组同时接通电路，压缩机启动运转。经过5s左右的时间后，PTC启动器温度迅速升高，阻值增大．当温度达到15O℃时，PTC启动器呈现高阻值状态，使流过启动绕组的电流大大减小．也就相当于启动绕组处于断路状态。但是此时仍有小电流流过PTC启动器(大约为10～15mA)。从而可维持它高阻值所需要的高温，使启动绕组保持断路状态，使电动机持续在运行状态。当箱体内的温度达到所定温度下限时，温控器使系统处于断电状态，PTC启动器中无电流流过，温度下降。当温度低于100℃时，该器件又恢复到了低阻值状态，为下一次运行做好准备。•1.单门直冷式（PTC启动器）一、直冷式电冰箱的控制电路5.过流过热控制：蝶形保护器串联在电路中，正常运行时处于闭合状态，当电路出现故障、压缩机中电动机的电流过大或者过热时，保护器常闭触点断开，切断电路。6.照明控制：照明电路和压缩机温度控制器并联在电路中。因此不论压缩机是否停机运转，箱门开时灯亮，关时灯灭。另外有些照明灯还具有杀菌的作用。•1.单门直冷式（PTC启动器）一、直冷式电冰箱的控制电路1.控制电路的两个特点：一是使用了定温复位型温控器，二是设置了化霜和温度补偿电路。2.化霜和温度补偿电路：H1是管道加热器，装在冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器连接处，其目的是防止管道冷冻；H2是化霜加热器，装在冷藏室的蒸发器上，给蒸发器除霜；H3是温度补偿加热器，也装在冷藏室的蒸发器上，其目的是在冬季室外温度始终低于室内温度时打开温度补偿开关对冷藏室进行加热，它产生的热量对冷藏室的温度进行补偿，从而使得在冬季温控器的触点能够顺利闭合，而在夏季要断开此开关。2.双门直冷式一、直冷式电冰箱的控制电路3.化霜和温度补偿电路工作原理：化霜和温度补偿电路与温控器的L-C段并联连接，当压缩机工作时，该电路相当于短路而不起任何作用。当温度控制器断开时，温控器一方面切断了压缩机交流220V供电，另一方面解除了对化霜和温度补偿电路的短路作用，H1、H2、H3得电发热起温度补偿和化霜作用。而很小的电流对压缩机不起作用。所以压缩机不工作。2.双门直冷式二、间冷式电冰箱的控制电路1.控制电路组成：双门间冷式电冰箱的控制电路增加了冷风循环电路(风扇控制)和全自动除霜电路(除霜加热器、除霜定时器以及温度控制、限温熔断器等)。启动与保护电路：主要包括压缩机电机、PTC启动器13、过载保护器10构成。温度控制电路：由温控器3组成的对冷冻室进行控制。全自动除霜控制电路：除霜定时器7、除霜加热器8和电熔丝9。加热防冻电路：由排水加热器12构成。通风照明电路：由风扇电机4，照明灯2和两个门开关所组成的。二、间冷式电冰箱的控制电路2.制冷与化霜控制（1）：电冰箱由除霜定时器来控制制冷或除霜。当冰箱内的温度高于设定温度时，温控器的触点开关闭合，除霜定时器的a－b触点接通，因此压缩机与保护电路电源接通，压缩机开始运转，电冰箱开始制冷；同时除霜定时器的定时电动机M2、除霜加热器8、排水加热器12和电熔丝9也接入电源，定时电动机M2与压缩机同步运行，同时记录压缩机运行的时间。但是由于定时电动机M2的内阻(大约为8000Ω)远远大于除霜加热器8和排水加热器12的并联电阻(大约为310Ω)．这样就使得系统在制冷时加在两个加热器上的电压很小(大约为8V)，基本上不加热。在制冷的同时风扇电机4转动，强制冷风在冰箱内循环。二、间冷式电冰箱的控制电路2.制冷与化霜控制（2）：当制冷时间达到除霜定时器7的预定时间时(一般为8～12h)，除霜定时器7中的定时电动机M2开始转动，带动其内部的凸轮转动，使除霜定时器7的开关触点由a－b接通变为a—c接通，压缩机和风扇电机4停止运行，此时系统由制冷状态转为除霜状态。由于除霜温控器11阻值很小，定时电动机M2为短路状态而停止计时，此时除霜加热器和排水加热器通电加热，开始对蒸发器翅片表面进行除霜。二、间冷式电冰箱的控制电路2.制冷与化霜控制（3）：随着除霜的进行，蒸发器表面的温度因加热而升高．待除霜完毕时蒸发器表面的温度正好可使除霜温控器的触点断开，从而切断电路而中止除霜，此时定时电动机M2又重新接人电路而开始计时，大约在2min内带动其内部的凸轮转动，使除霜定时器的开关触点由a-c接通变为a-b接通，使系统由除霜状态转为制冷状态。当蒸发器表面的温度降到-5℃左右时，除霜温控器的触点闭合，为下一个除霜做好准备，当定时电动机M2计时到达后系统又由制冷状态转为除霜状态，这样就完成丁一个除霜周期的自动控制，该控制电路就是这样一直环往复不停地运行。电路中接入电熔丝9的作用是为了确保在除霜温拉器失灵的情况下防止因为加热器过热而使蒸发器盘管破裂；电路中加入排水加热器12是为了保证融化的霜水顺利地流出冰箱．防止其在排水管中产生冰堵而妨碍排水。二、间冷式电冰箱的控制电路3.照明风扇电路控制：当冰箱的箱门关闭后，在制冷过程中风扇电动机支路才能接通运转，使箱内冷气开始强制对流。除霜时风扇电动机支路断电停止运转。打开冷藏室门时一方面使风扇电机断电，另一方面接通照明灯电路，打开冷冻室门时只关闭风扇电机，而对照明灯电路投有任何影响。该电路采用PTC启动继电器，故系统在制冷的过程中断电应在5mm后才可重新启动，防止压缩机的电动机产生过电流而被烧毁。二、间冷式电冰箱的控制电路三、电冰箱的电气系统组成•电冰箱的电气系统主要由压缩机启动保护器、温控器、化霜控制器、照明灯、风扇控制器及附属电路等部分组成。保险丝压缩机MFDE门开关门开关加热器风机M化霜温控器bac定时器温控器(一)、PTC启动器的实际外形图⒉PTC启动器具有无运动部件、无噪声、无电弧、寿命长、价格低、对电压波动适应性强等特点，它的启动特性取决于其自身的温度变化。因此再次启动需要间隔5min以上。⒈压缩保护电路的工作过程是：由于PTC启动器在常温下电阻值较小，只有15～40Ω。当接通电源时，启动绕组和运转绕组同时接通，压缩机启动工作。同时由于启动电流极大使PTC元件的温度迅速上升，电阻值急剧增大到原来的几千倍，电流急剧减小，几乎无电流从启动绕组中流过，可视为开路。而运转绕组继续运行。而PTC元件中有极小电流维持高阻状态。完成启动过程。（二）、碟形过流、过温保护器的实际外形图⒉带有黄色的一面要紧靠在压缩机的外壳上，以检测压缩机外壳的温度。当温度过高时会切断压缩机电路。⒈保护电路功能：如果压缩机有故障造成运行电流过大，保护器打冷战断开，切断压缩机的电源。另外，保护器的碟形片紧贴在压缩机的外壳上，如果压缩机外壳温度过高，也会使保护器打冷战断开，以保护压缩机。（三）、温控器的实际外形图温控器主要由感温元件和开关触点两部分组成，感温元件有压力式和热敏电阻两种，因此温控器分为压力式和电子温控式两种。常用为压力式，用户通过温度调节旋钮实现电冰箱的温度调节。温控器的接点接在压缩机保护电路中，感温管中充有氟利昂气体，感温管装在箱壁上，将温度变化传递到温控器中产生相应的压力来控制节点的闭合与断开，从而实现压缩机的启停。（四）、温控器的旋钮温控器安装在小盒中，它的感温管(温度传感器)紧贴后箱壁，由于后箱壁的后面板上安装有副蒸发器，因此它检测的就是副蒸发器的温度温度传感器照明灯温控器旋钮（五）、定时器化霜电路：⒉化霜时，化霜定时器的a、c接点接通时，即接通加热器；a、b接点断开时，即断开压缩机保险丝压缩机MFDE门开关门开关加热器风机M化霜温控器bac定时器温控器⒈定时化霜电路：由化霜定时器和加热器组成。化霜定时器有两种，一种是固定式。每隔8～24小时化霜一次；一种是集中定时器，预先设定电冰箱累计运行时间，时间到达后开始化霜。⒊加热器的电源接通后，加热器便为蒸发器和管道进行加热化霜⒋蒸发器表面温度达到一定值时化霜温控器的接点断开,化霜定时器继续工作保险丝压缩机MFDE门开关门开关加热器风机M化霜温控器bac定时器温控器⒌化霜定时器再运转约两分钟之后，a、c接点断开，a、b接点连通，压缩机恢复工作（六）、定时器化霜电路：（七）、定时器化霜电路：（八）、照明开关：⒈在正常情况下，打开电冰箱箱门后门开关就会跳起，电冰箱中的照明灯便点亮.。⒉门开关被按下后，电冰箱内的照明灯便随之熄灭。四、电冰箱控制电路实物连接图四、电冰箱控制电路实物连接图四、电冰箱控制电路实物连接图四电冰箱控制电路实物连接图五、冰箱电子温控器电路图五、冰箱电子温控器电路图•电子温控器电路原理如图所示。ICl为集成运算放大器5G058，其中运放ICl-1接成延时电路，ICl-2、ICl-3接成窗口电压比较器。五、冰箱电子温控器电路图•VD2为温度传感器，它由5只二极管1N4148串联而成。由图可见，A点电位将随传感器VD2所测到的温度呈正比变化。温度每升高1℃，VD2的正向压降减小约12mV。五、冰箱电子温控器电路图•电位器RPl设定上限温度值(压缩机启动)，电位器RP2设定下限温度值(压缩机停止)，两者之间为温差，最小温差可调到0.5℃。五、冰箱电子温控器电路图•延时电路与比较器输出端用IC2光电耦合器隔离，可提高电路的可靠性。五、冰箱电子温控器电路图•温度显示表头选用μP5135A型(表头部分见图中虚线框内)。五、冰箱电子温控器电路图•由于本电路传感器VD2的负端即A点电位设计成1V为0℃，而表头为0V显示“00.0”，因此电路中加入3kΩ电阻和电位器RP3，并将表头集成电路7170的30脚接地线(图中打×处)断开，使表头的Vin端的电位提高1V。五、冰箱电子温控器电路图•调试时将传感器VD2置于冰水混合物中，调电位器RP3使表头显示“00.0”，再把VD2放入沸水中，调电位器RP4使表头显示为“100.0”，调试即告结束。最后，按电冰箱冷藏室内所储存的食物设定好温度、温差就可投入使用了五、冰箱噪声过大造成冰箱运行时噪声过大的原因如下：•1．电冰箱放置不平。排除方法调整箱底部的调节螺丝或以木块、橡胶垫等垫平。•2．压缩机、冷凝器等部件松动。排除方法固定各松动部件。•3．压缩机内消振弹簧脱落或断裂，或压缩机磨损严重，或润滑不良。排除方法开壳修理或更换压缩机。六、间冷式双门冰箱箱内温度偏高间冷式双门冰箱箱内温度偏高的原因除了故障六中所列原因以外，还可能是以下原因•1.翅片管式蒸发器被凝霜堵塞。排除方法按该冰箱的电路原理图检查其自动化霜电路的故障，并排除。•2．冷风循环风扇电机不运转或运转不正常