压缩式电冰箱的电气控制系统

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　电冰箱电气控制系统的主要作用，是根据使用要求，自动控制电冰箱的启动、运行和停止，调节制冷剂的流R，并对电冰箱及其电气设备执行自动保护，以防止发生事故。此外，还可实现最佳控制，降低能耗，以提高电冰箱运行的经济性。
　　电冰箱的电路是根据电冰箱的性能指标来确定的。一般来说，电冰箱的性能越复杂，其对应的控制电路部分也越复杂。但其电气控制系统还是大同小异的，一般由动力、启动和保护装置、温度控制装置、化霜控制装置、加热与防冻装置，以及箱内风扇、照明等部分组成。
一、电气控制系统中的主要电气元件
　　1.电冰箱电动机电冰箱的主要驱动部分是压缩机，而电动机又是压缩机的原动力。它使电能转换成机械能，带动压缩机活塞将低温、低压制冷剂蒸气压缩后变为高温、高压的过热蒸气，从而建立起使制冷剂液化的条件。
　　电冰箱压缩机的电动机是一种单相交流感应电动机。其结构与普通电动机大致相同。主要部件是转子、定子和启动开关等。定子上设有启动绕组(即副绕组)和运行绕组(即主绕组)，启动绕组导线截面积小，电阻值大;运行绕组导线截面积大，电阻值小。运行绕组与启动绕组的一端接在一起，另一端通过启动继电器接人电路。通电后，产生不同相位的电流，继而形成旋转磁场。磁场切割转子导体产生感生电流，感生电流所产生的磁场与定子所产生的磁场相互作用，推动转子运动，从而带动压缩机曲轴运转，使压缩机得以正常工作。启动绕组只在电动机启动过程中才起作用。一旦电动机转动起来后，它就切断电源而不起作用。启动开关完成启动绕组的接入和断开。这就是电动机的简单工作原理。
　　2.启动继电器单相异步电动机的启动，必须依靠外接启动元件来完成，一般由继电器或电容器来承担启动。用于电冰箱专用的电流继电器称为启动继电器。
　　启动继电器的作用是:当电动机启动时，使启动绕组接通电源，随即电动机转子加速旋转。当只靠运行绕组即可维持运行速度时，运行电流减小，并及时切断启动电路。所以，启动时，如不在启动绕组中通人电流，电动机就无法启动旋转，运转后若不能及时切断启动电流，则启动绕组就会被烧毁。目前，家用电冰箱常用的启动继电器有电流式继电器和电压式继电器。电流式继电器是利用电动机运行绕组中电流的变化工作的，电压式继电器是利用电动机启动绕组中感应电压的变化工作的。电冰箱一般使用电流式启动继电器，它又可分为重力式、弹力式和半导体(PTC)式等几种。
　　(1)电流继电器电流继电器分重锤式和弹力式两种。弹力式电流继电器构造复杂，启动噪声大，常见于老式旧冰箱上。现广泛采用的是重锤式电流继电器。
　　当电动机未运转时，衔铁由于重力的作用而处于下落位置，与它相连的动触点与静触点处于断开状态。电动机接通电源后，电流通过运行绕组和启动器的励磁线圈，使启动器的励磁线圈强烈磁化，磁场的引力大于衔铁的重力，从而吸起衔铁，使动触点与静触点闭合，将启动绕组的电路接通，电动机开始旋转，随着电动机转速的加快，当达到额定转速的75%以上时，运行电流迅速减小，使励磁线圈的磁场引力小于衔铁的重力，衔铁因自重而迅速落下，使动、静触点脱开，启动绕组的电路被切断，电动机进人正常工作状态。
　　重锤式电流继电器的优点是体积较小.可靠性强。但当电压波动较大时，容易因触点接触不良或粘连而引起电动机故障或损坏。
　　(2) Ii'C启动器I7rc启动器又称半导体启动器，是一种具有正温度系数的热敏电阻器件。它是一种在陶瓷原料中掺人微蛋稀土元素烧结后制成的半导体晶体结构。因为它具有随温度的升高而电阻值增大的特点，有着无触点开关的作用。PTC元件与启动绕组串联，电动机开始启动时，PTC元件的温度较低，电阻值也较小，可近似地认为是通路。因为电动机启动时电流很大，是正常运转电流的5一7倍，PTC元件在大电流的作用下温度升高，至临界温度(约，000C)以后，元件的电阻值增大至数千欧，使电流难以通过，可近似地认为断路。这样，与它串联的启动绕组也相当于断路，而运行绕组继续使电动机正常运行。
　　plc启动器的优点是没有触点，可靠性好，无噪声，成本低，寿命长，对电压波动的适应性强。但由于P口℃元件的热惯性，必须等几分，待其温度降至临界温度以下时才能重新启动。
　　3.热保护装置电动机的保护装置主要指过载过热保护器。其作用是:当电压太高或太低时，通过电动机的电流会增大，如果该电流超过了额定电流的范围，过电流保护器就能有效地切断电路，保护电动机不会因负载过大而烧毁。若制冷系统发生故障，电动机长时间运转，电动机的温度就会升高，当温升超过允许范围时，过热保护器就会切断电源，使电动机不会被烧毁。电冰箱使用的保护器大多具有过电流、过热保护的双重功能。
　　常用保护装置有双金属碟形保护器和内埋式保护器。
　　(1)碟形热保护器。正常情况下，触点为常闭导通状态。当电流过大时，电阻丝发热，碟形双金属片受热向反方向拱起，使触点断开，切断电源;当电流正常，而机壳温升较高时，.双金属片安装在紧贴机壳侧壁上，感受壳温比较灵敏，双金属片也会因受热变形而拱起，触点断开切断电源。因此，这种保护器具有过电流、过热两种保护作用。
　　(2)内埋式保护器其结构如图6一巧所示。这种保护器置于压缩机机壳内，埋装在电动机的定子绕组中。当电动机电流过大或温升过高时，保护器内的双金属片就会变形拱起而断开电动　　内埋式保护器的特点是体积小，对电动机的过热保护作用好，密封的绝缘外套可防止润滑油和制冷剂的渗人。但是其一旦发生故障，检修比较困难。
　　4.沮度控制继电器又称温控开关，常用的有压力式温度控制器和热敏电阻式温度控制器两种。其中压力式温度控制继电器结构简单、使用可靠、寿命长、价格低，在家用电冰箱中广泛使用。如图6一16所示，是压力式温度控制继电器的工作原理图，其工作原理如下:
　　它由温压转换部件、凸轮调节机构以及快跳活动触点组成。当电冰箱温度升高时，感温管内压力随之升高，使得感压腔传动膜片克服弹簧拉力而向左移动，达到一定位置时，通过杠杆，推动快跳活动触点与静触点闭合，从而接通电源，压缩机开始运转，制冷系统开始工作。之后，蒸发器表面温度逐渐下降，感温管内感温剂的压力也随之下降。在主弹簧力的作用下，传动膜片向右移动，达到一定位置时，快跳活动触点与静触点分离，压缩机停止运转，从而把箱内温度自动控制在所规定的范围内。
二、典型控制电路
　　1.具有过电流过沮升保护装置的直冷式单门电冰箱电路，这种电路采用重锤式启动继电器和碟形双金属片过电流过温升保护继电器分开的形式。接通电源，当电冰箱室内温度升高，超过温控器设定的上限温度时，温控器闭合接通电路，压缩机电动机的主绕组C一la通电，由于启动电流很大，是正常工作电流的5一7倍，使得重锤式继电器的线圈通电吸合，接通启动绕组C一S，电动机内形成旋转磁场，开始旋转，带动压缩机工作，儿秒后，电动机转速接近正常，工作电流也达到正常，由于通过重锤式启动继电器线圈的电流降低，线圈吸力不足，铁心下落，启动绕组停止工作。压缩机制冷循环，直到温度降到温控器设定的下限温度时，停止制冷。在正常制冷过程中，如果出现工作电流过大或压缩机不正常发热，碟形过电流过温升保护继电器动作，断开电路，保护压缩机的电动机。
　　2.采用PTC元件和内埋式保护继电器的电路，接通电源，当温控器闭合后，由于PTC元件低温时电阻较小，大约几十欧，相当于通路，这时压缩机电动机的主绕组和启动绕组都通电，压缩机工作，随后PTC元件发热，它的电阻值迅速升高到几十千欧，使得启动绕组电流迅速减少，相当于断开启动绕组。内埋式保护继电器在电路过流或过温升时断开电路，保护压缩机电动机。
　　3.间冷式家用电冰箱控创电路间冷式家用电冰箱是靠强迫箱内空气对流进行冷却的，所以在直冷式电冰箱控制电路的基础上，还需设置电风扇的控制和除霜电热器及除霜温度的控制等。
　　风扇电动机通过门触开关与压缩机电动机并联，同时开停。为了避免打开冰箱门时损失过多的“冷气”，冷藏室采用双向触点“门触开关”，即当冷藏室开门时，风扇停转，同时接通箱内照明，关门后照明灯灭，电风扇又转动。冷冻室仍用普通“门触开关”，当冷冻室的门打开时，电风扇停止运转，关门后又将电风扇电路接通。
　　除霜控制由时间继电器、电热元件、热继电器温度保险丝等组成。在除霜时，时间继电器将压缩机的电动机电路断开，压缩机停机，同时将除霜电热元件的电路接通，开始加热除霜。当蒸发器表面的霜全部融化，并达到一定的温度〔一般为1390 :t 3C)后，热继电器切断化霜加热电路，接通时间继电器的线路。在蒸发器的化霜加热器停止加热约2min后，时间继电器才将压缩机电动机电路接通，又恢复到制冷过程。为防止热继电器万一失灵，不能断开化霜加热器的电路，而使温度升高损坏塑料构件和隔热层等.在除霜加热电路中还设有温度保险丝，如因温度过高而使温度保险丝熔断，则不能自动复位，必须将故障排除后更换新的温度保险丝。
三、电气控制系统的常见故障及检修
　　电冰箱电气控制系统常见故障的检修，要从简到繁，循序渐进。
　　常见电气元件的故障判断及检修:
　　1.全封闭压缩机电动机的检修在修理或更换压缩机时，都要对其电动机进行绕组的测童(包括运行绕组和启动绕组的测量)及对地(机壳)绝缘情况的测量。
　　(1)压缩机电动机的三个接线柱的判别，C为公共接线端,CM为运行绕组，它的线径粗，静态电阻小;CS为启动绕组，它的线径细，静态电阻大;MS之间的电阻是运行绕组和启动组的电阻<