[冰箱] 电冰箱典型电气系统的工作原理

2015年10月13日08:00:00 评论 15,109 4118字阅读13分43秒


电冰箱典型电气系统的工作原理


一、普通电冰箱电气系统的工作原理

普通直冷式电冰箱的电气系统,根据压缩机启动方式不同,有重锤启动式、PTC启动式两类。

1.重锤启动式电气系统

重锤启动式多应用在老式电冰箱内,典型电路如图3-10所示。

图1 冰箱冰柜-普通重锤启动式电气系统

图1 普通重锤启动式电气系统

(1)启动

当电冰箱箱内较高的温度被温控器的感温头检测后,温控器的触点接通,220V市电电压通过温控器的触点、启动器驱动绕组、压缩机运行绕组 CM、过载保护器构成的回路产生较大电流。这个大电流使启动器驱动绕组产生较强的磁场,使启动器的衔铁(重锤)被吸动(吸合电流为2.5A),将启动器的触点接通,压缩机启动绕组CS得到供电,CS绕组形成磁场,驱动转子转动。当电机转速提高后,回路中的电流在反电动势作用下开始下降,使启动器驱动绕组产生的磁场减小。当下降的磁场不能吸动衔铁时,启动器的触点断开,启动绕组停止工作,电机正常运转。当压缩机正常运转后,运行电流降到额定电流(1A左右)。

(2)过载保护

过载保护器触点正常时处于常闭状态,但在电机过流或压缩机壳体温度过高时自动转入断开状态,起保护作用。因过载保护器与压缩机运行绕组串联。当压缩机过载时电流增大,使过载保护器内的电热器产生的压降增大而使其发热,双金属片会因受热迅速变形,使触点断开,切断压缩机供电回路,压缩机停止转动。另外,因过载保护器紧固在压缩机外壳上,当压缩机的壳体温度过高时,也会导致过载保护器内双金属片受热变形,切断压缩机供电电路。过几分钟后,随着温度下降,过载保护器内双金属片恢复到原位,又接通压缩机的供电回路,压缩机继续运转。但故障未排除前,过载保护器会继续动作,直至故障排除。过载保护器接通、断开时,会发出“咔嗒”的响声。因此,检修压缩机不能正常运转且过载保护器有规律地发出响声时,说明压缩机不能正常工作,导致过载保护器进入保护状态。

(3)温度检测、控制

温控器的感温头固定在蒸发器表面上,当感温头检测的温度达到设置要求时,温控器的触点被断开,切断压缩机的供电回路,压缩机停转,电冰箱进入保鲜状态。压缩机停转后,随着箱内温度的升高,当感温头检测到温度升高到一定值时,自动使温控器的触点接通,再次为压缩机供电,压缩机开始运转,电冰箱进入下一轮的制冷状态。

(4)照明灯控制

冷藏室箱门关闭时,位于冷藏室箱门框的门灯开关受挤压而断开,切断照明灯的供电回路,照明灯不亮。但打开冷藏室箱门时,门灯开关弹出处于接通状态,使照明灯开始发光。

(5)其他典型重锤启动式电气系统

图2、图3所示是另外两种典型重锤启动式电气系统。下面仅介绍它们特有的电路。

参见图2,接通速冻开关后,市电电压不仅通过电阻限流使黄色指示灯发光,表明该机工作在速冻状态,而且为压缩机供电,使压缩机工作,该机进入速冻状态。由于温控器被速冻开关短路,所以箱内压缩机运行时间不再受温控器的控制,实现速冻。

参见图3,当温控器S3的触点接通后,短接低温补偿电路,使其无法加热,而且使压缩机运转,开始制冷。当箱内温度到预定值时,温控器S3的触点断开,切断压缩机的供电,制冷结束。此时若接通低温补偿开关S2,市电电压通过压缩机的运行绕组、过载保护器、加热器R1、电阻R2和开关S2构成的回路使R1加热,冷藏室温度升高,从而避免了环境温度过低时电冰箱不启动或停机时间过长,产生的冷藏温度过低,而冷冻室温度偏高的异常现象。同时,R2两端产生的压降使指示灯D1发光,表明该机工作在低温补偿状态。

提示 由于加热器的功率小,阻值较大,所以产生的电流较小,加到压缩机运行绕组两端的电压较小(仅为几伏)。因此,压缩机的运行绕组仅为加热器提供了回路,而对压缩机没有任何影响。

图2 冰箱冰柜-具有速冻功能的重锤启动式电气系统

图2 具有速冻功能的重锤启动式电气系统

图3 冰箱冰柜-具有低温补偿的重锤启动式电气系统

图3 具有低温补偿的重锤启动式电气系统

提示 由于加热器的功率小,阻值较大,所以产生的电流较小,加到压缩机运行绕组两端的电压较小(仅为几伏)。因此,压缩机的运行绕组仅为加热器提供了回路,而对压缩机没有任何影响。

2.PTC启动式电气系统

PTC启动式电气系统如图4~图7所示,主要区别:一是温控器有无开、停控制功能;二是低温补偿电路的工作方式。由于此类启动式电气系统和重锤启动式电气系统区别仅在于启动过程,其他相同,下面以图4所示电路进行介绍。

图4 冰箱冰柜-具有开停机功能的电气系统

图4 具有开停机功能的电气系统

图5 冰箱冰柜-自动控制低温补偿的电气系统

图5 自动控制低温补偿的电气系统

图6 冰箱冰柜-门灯兼作低温补偿的电气系统

图6 门灯兼作低温补偿的电气系统

图7 冰箱冰柜-人工控制低温补偿的电气系统

图7 人工控制低温补偿的电气系统

如果把温控器旋钮置于OFF(关)位置,触点开关K1、K2断开,压缩机、补偿加热器H1和H2因无供电不工作。如果将温控器旋钮旋离OFF位置,K1、K2闭合,接通压缩机的供电回路,因PTC式启动器内热敏电阻的阻值在通电瞬间较小,仅为22~33Ω,所以220V市电电压通过热敏电阻、压缩机启动绕组形成较大的启动电流,使压缩机电机开始运转,同时热敏电阻因有大电流通过,温度急剧升至居里点以上,进入高阻状态(相当于断开),断开启动绕组的供电回路,完成启动。完成启动后,启动回路的电流迅速下降到 30 mA 以内,运转回路的电流下降到1A左右。

3.典型故障

普通电气系统的温控器、启动器、过载保护器异常,使压缩机的电机绕组无供电时,会产生压缩机不能启动的故障。温控器异常后不仅产生制冷温度过低、压缩机不能停机的故障,还会产生制冷差故障。

如低温补偿电路异常,在环境温度过低时将不能为冷藏室进行温度补偿,产生冷冻室制冷差的故障。而且低温补偿电路异常,在环境温度高时仍然为冷藏室进行低温补偿,会导致冷藏室保鲜能力差,甚至冷冻室制冷温度过低的故障。

二、双温双控电气系统的工作原理

1.构成

双温双控直冷式电冰箱电气系统与普通电气系统相比,多了一个冷冻室温控器和电磁换向阀(简称电磁阀)。

2.工作原理

参见图8,冷藏温控器除控制冷藏室温度外,同时控制着电磁阀的工作状态。当冷藏室温度没有达到设置值时,冷藏温控器接通压缩机回路,同时切断电磁阀供电回路,电磁阀的阀芯不动作,使冷藏、冷冻同时制冷。但当冷藏室温度达到设置值时,冷藏温控器便切断压缩机的供电回路,同时接通电磁阀供电回路,电磁的阀芯动作,使冷冻室单独制冷。

图8 冰箱冰柜-双温双控电气系统

图8 双温双控电气系统

提示 该机还在运行绕组的供电回路增加了一只电容(3μF 左右),它的作用是增大电机的转矩,改善功率因数和降低功率消耗。

3.典型故障

当电磁阀供电电路异常不能为电磁阀供电时,会产生冷冻室制冷差的故障;若电磁阀供电电路异常始终为电磁阀供电时,会产生冷藏室温度过低的故障。

三、间冷式电冰箱电气系统的工作原理

间冷式电冰箱是依靠冷冻室内的风扇强制空气加速循环,加强蒸发器进行热交换的速度,从而达到冷却食品目的的。间冷式冰箱与直冷式冰箱的不同之处主要是在风扇电机控制电路和自动化霜电路。典型的间冷式电冰箱的电气系统如图9所示。

图9 冰箱冰柜-间冷式电冰箱电气系统

图9 间冷式电冰箱电气系统

1.风扇电机控制

当箱门关闭、使按钮开关(门开关)接通风扇电机供电回路后,风扇电机的绕组产生磁场驱动转子旋转,带动扇叶旋转,使冷冻室和冷藏室的空气形成对流,这样冷藏室、冷冻室的热气就被冷冻室蒸发器吸收,实现制冷降温。当箱门打开后按钮开关断开,风扇电机停转,以免箱内的冷气大量外泄,实现节能。

2.全自动化霜控制装置

(1)化霜控制

前一次化霜刚完,化霜定时器接通压缩机的电路,压缩机开始运转制冷,与此同时化霜定时器也得电与压缩机同步运转计时。值得说明的是,此时化霜加热器虽然与化霜定时器串联形成电流回路,但不加热化霜,原因是化霜加热器阻值比化霜定时器内阻小得多,因此加在化霜加热器上的电压极低,于是化霜加热器几乎不发热。

当化霜定时器与压缩机同步运转到调定的化霜间隔时间8h后,化霜定时器的活动触点1、2断开,切断通往压缩机的供电回路,停止制冷,并接通1、3触点,通过二极管半波整流,再通过双金属开关(化霜温控器)和温度熔断器为化霜加热器提供220V市电电压,化霜加热器发热,使蒸发器表面升温化霜。此时化霜定时器被双金属开关和二极管短路而停转,不再计时。

当蒸发器表面的霜全部融化完,并且蒸发器表面的温度达到+13℃±3℃时,双金属开关内的触点断开,解除对化霜定时器的短路作用,化霜定时器继续运转计时约2.8min,定时器再次接通压缩机的供电回路,使压缩机再次运转。

随着压缩机运转制冷时间的增长,蒸发器表面温度不断下降,当蒸发器温度降到一定时,双金属化霜温控器达到复位温度(一般为−5℃)时,它内部的触点接通,等待下一个周期的化霜加热,从而完成对电冰箱的周期性的全自动化霜控制。

(2)过热保护

温度熔断器又称化霜超温保护器,串联在化霜加热电路中。它也安装在蒸发器上,直接检测蒸发器的温度。当双金属开关失效,蒸发器温度升高到65~70℃后,化霜超温保护器熔断,切断化霜加热器及压缩机回路,实现过热保护,以免损坏蒸发器等部件。

注意 该保护器损坏后不能用普通保险丝或导线更换,以免在化霜温控器损坏后,可能会导致蒸发器等器件过热损坏。

3.典型故障

如风扇电机控制电路异常使风扇电机不能旋转,会产生冷藏室不制冷、冷冻室制冷差故障;如风扇电机控制电路异常使风扇电机始终旋转,会产生打开箱门后电风扇不能停转,产生开门后冷气大量外泄的故障。

化霜电路异常始终为加热器化霜时,会产生短时间内制冷差的故障,长时间加热后会使加热温度过高,引起超温保护器熔断,使化霜电路不能化霜的故障。而化霜电路异常不能化霜时,会使蒸发器结霜过多,产生制冷差的故障,甚至出现过多的冰将风扇电机的扇叶冻住,导致风扇电机内的绕组过流损坏,风扇电机不转,产生制冷差的故障。


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