电冰箱原理

《电冰箱原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电冰箱原理（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、为了确保电冰箱按照人们预定的要求进行工作，电冰箱内都装有电气控制系统。冰箱的电气 控制系统是通过由专门的装置组成的各个电路，来行使电冰箱的温度控制、融霜控制以及起 动、保护、照明等各项功能。一、压缩机电动机的起动与保护装置 1 压缩机电动机 压 缩机是制冷设备的心脏，压缩机电动机为其提供原动力，将电能转换为机械能，驱动压缩机 实现制冷循环。电冰箱使用的电动机和压缩机一起密封在一个机壳中，并且长期在一定的蒸 气压力和温度下工作，因此，对电动机使用性能有着特殊的要求。这些特殊的要求分别是： 较大的起动转矩；效率高、功率因数高；对电压波动的适应性要好；化学稳定 性及耐热性要好； 耐振动、抗冲击；有良

2、好的安全性能。家用电冰箱一般采用单相交流异步电动机。它由定子和转子两部分组成，在定子上设两组绕组：运行绕组（亦称主绕 组），其端子符号一般用“M” （或“R”）表示；起动绕组（亦称副绕组），其端子符号一般 用“S” ；公共端用符号“C”表示。早期电冰箱压缩机中多采用四极电动机，现在则采用两 极电动机。 单相电动机由于起动方式不同，常见的起动方式可分成阻抗分相起动式 （RSIR），电容起动式（CSIR），电容运转式（PSC ）和电容起动、运转式（CSR ）四种。电冰箱压缩机电动机一般采用RSIR或CSIR起动方式，它们共同的特点是副绕组在电动机起 动时接通，当电动机运转稳定后断开。而空调器压缩机

3、电动机一般采用电容运转式，即不管 电动机起动还是稳定运转，副绕组始终接通。 2 重锤式起动继电器重锤式起动继电器的结 构主要包括励磁线圈、重锤（衔铁）、弹簧、动触点、静触点、 T 形架、外壳等。当电动机未运转时，衔铁1由于重力的作用而处于下落位置，与它相连的动触点4 与静触点 3 处于断开状态。电动机接通电源后，电流通过运行绕组和起动器的励磁线圈2 ，使起动器 的励磁线圈强烈磁化，磁场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。将起动绕组的电路接通，电动机开始运转。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

4、而迅速落 下，使动、静触点脱开，起动绕组的电路被切断，电动机起动过程结束。之后电动机转子在 主绕组的交变磁场作用下继续运转进人正常运行状态。重锤式起动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。3 PTC 起动继电器 PTC 是正温度系数热敏电阻英文名称的缩写。 PTC 元件是以高纯度的钛 酸钡（BaTiO3）添加微量的Bi、Sb等杂质烧结而成。PTC元件无触点，电路转换时不产生 电弧和火花，并且结构简单，性能可靠，寿命长，特别适用于低电压起动，在电压降到 180V 时，也能顺利起动，改善了电动机起动性能。不过由于PTC起动元件在工作

5、时耗电为4W左 右，这样会使电冰箱耗电量有所上升。 PTC 元件的电阻率随温度的升高而增大。在常温时电 阻值很小，当温度上升到称为居里点（TC ）的某一定值（与掺杂有关）时，电阻值急剧上升。 当电动机刚接通电源起动时，由于PTC元件呈低阻状态，因而起动绕组得以通过较大的电流， 于是在起动和运行绕组产生的椭圆形旋转磁场作用下，电动机起动运转。由于较大的起动绕 组电流流过班C元件，使元件发热，自身温度上升。经过0. 35左右即可进人PTC元件 的特性区，使温度超过居里点， PTC 元件的阻值随温度上升而急剧增加，呈高阻状态，使通 过起动绕组的电流迅速减少到近于截止状态，电动机进人正常运行。显而易见

6、， PTC 元件相 当一个无触点开关，控制起动绕组中电流的“有”、“无”。应注意的是，电动机正常运转后， 起动绕组和叮c元件支路仍有一个很小的电流流过，这个电流维持PTC元件自身的温度，使 其保持高阻状态。停机后，由于PTC元件的热惯性，使其不能立即降温，需经过3 -5min温 度才能降到居里点以下，所以，采用PTC元件起动的电冰箱，两次起动的时间间隔应大于3 -5min 。 4 电动机保护装置 过电流和过热保护器又称为过载保护器，是压缩机电动机的 安全保护装置。当压缩机负荷过大或发生卡缸、抱轴等故障，以及电压过高或过低而不能正 常起动时，都要引起电动机电流增大；另外，制冷系统出现制冷剂泄漏，

7、压缩机连续运行， 此时电动机的运行电流虽然比正常运行时的额定值低，但由于系统回气冷却作用减弱，也会 使电动机温升过高。过载保护器的作用就是当出现上述故障时切断电源，保护压缩机电动机 不被烧毁。目前，家用电冰箱和房间空调器普遍使用的是双金属，碟形保护器。它具有过电 流和过热保护双重功能，一般与起动继电器装在一起，并紧贴于压缩机壳外表面。过载保护器由碟形双金属片，动、静触点，端子，电热丝，调节螺钉和锁紧螺母等组成， 碟形双金属片由双层金属片构成，上层金属片热膨胀系数小，下层金属片热膨胀系数大。在 正常工作状态时，碟形双金属片处于将端子间的电路接通的位置。 如果电路中的电流因某 种原因超过额定电流时

8、，电热丝即刻升温，碟形双金属片受热向上翘曲，使动、静触点断开， 切断电源。电源切断后双金属片温度逐渐下降，大约十几秒钟后，双金属片复位。 如果压缩机电动机在运行过程中，运行电流正常，而压缩机壳因某种原因温度过高时，通过 热辐射或热传导，碟形双金属片也会因受热而动作，切断电路，对压缩机电动机进行保护。 碟形过载保护器的性能参数一般调定为：无电流负载时，触点断开温度为100 - 110 C , 复位温度约为70 -80 C ；当电动机两绕组同时通电，而电动机不能起动时，过载保护器应 在 10s 内断开；当只有运行绕组接通电源，而起动绕组没接通电源，造成压缩机电动机不能 起动时，过载保护器应在30s

9、内断开。碟形过载保护器中双金属片的加热需要一定时间， 一般为10 T5s才会弯曲变形切断电路，而电动机的正常起动时间只有几秒，因此这种过载 保护器不会因起动申流讨大而引起误动作。出厂时，其延时断开和复位时间都已调好，在使 用与维修中不需要进行调整。二、温度控制器电冰箱温控器的作用是通过对箱温的检测，来控制压缩机的开、停，电磁阀 的通、断，以及控制风门的大小，使电冰箱内的温度始终保持在某一预定的范围内，以达到 温控的目的。温控器主要有压力式和电子（电脑）式两大类。压力式温控器又称感温囊式温 控器，其特点是结构简单、性能稳定、价格低廉。电子（电脑）式温控器一般用负温度系数 热敏电阻（NTC ）作为

10、传感器，通过电子电路控制继电器或晶闸管达到控温目的。其特点是 机械部件少、可靠性强、控温精度高、控制方便，可以进行多门多温的复杂控制。常见的压 力式温控器有普通型、半自动融霜型（融霜复合型）、定温复位型和风门型四种。1 普通型温控器。 温控器动触头是杠杆一端，杠杆另一端与接线柱相接，动触头后部有温差调节螺钉，静触头 与另一接线柱相接。温度范围调节螺钉通过杠杆上的螺母与主弹簧另一端固定于温控板上， 与调节旋钮相连的凸轮控制温控板的位置。感温管与波纹管或膜盒组成感温腔，腔内充感温 剂。当电冰箱箱温升到一定温度时，感温腔内的感温剂因温度升高而引起体积膨胀，于是波纹管 或膜片伸长以克服主弹簧的拉力，顶

11、动杠杆，使动、静触头闭合，接通压缩机电路，压缩机 运转，开始制冷。当箱温降到一定温度时，感温腔内感温剂体积缩小，波纹管或膜片收缩， 杠杆上主弹簧拉力使动、静触头分开，切断压缩机电路，压缩机停止运转，随着箱温的上升， 温控器又重复上述动作，从而把箱温控制在一定温度范围内。 箱温的调节是通过转动调温 旋钮来实现的。顺时针转动调温旋钮，箱温降低。这是由于此时调温凸轮半径变小，平衡弹 簧缩短，加在膜片上的预压力减小，温度较低时波纹管或膜片的伸长就足以顶动杠杆，使动、 静触头闭合，压缩机起动。逆时针转动调温旋钮正相反，使箱温提高。 2 半自动融霜型温 控器这种温控器多用于直冷单门电冰箱，其结构如图所示。

12、在图a时，融霜按钮没有按下， 因此其融霜控制板13 右高左低，在主弹簧6 、融霜平衡弹簧4 、融霜弹簧12 的共同作用 下，主架板5的受力点仓与感温囊膜片力点A贴合。当温度升高时，膜片力点A的推力大 于三弹簧的合力，使主架板以0点为轴逆时针旋转，并带动动触点杠杆顺时针旋转，当温度 升高到某一确定值时，使动、定触点接通，压缩机及制冷系统运行；反之，压缩机不工作。 融霜时，按下融霜按钮1 ，在传动连杆作用下，融霜控制板13 变成左高右低，则带动主架 板 5 顺时针旋转过一角度，使得动、定触点断开，压缩机停止运行进人融霜工作状态，同时 使感温囊传动膜片力点 A 与主架板受力点口相离，保证融霜工作的正

13、常进行。当箱内温度（冷 藏室）达10 C时，传动膜片的力点A才能重新与主架板5受力点Q相贴合，使主架板逆 时针旋转，一方面使动、定触点重新接通恢复制冷运行状态，同时使融霜控制板 13 恢复右 高左低的状态，完成一次融霜运行。3 定温复位型温控器定温复位型温控器多用在直冷式 双门双温或单温控电冰箱中，构造与普通型温控器大体相同。这种温控器采用感温管来感应 冷藏室蒸发器温度，它的停机温度与调温旋钮的位置有关，开机温度固定不变，一般为4.5 C 士 1.5C。4 风门型温控器间冷式电冰箱用风门型温控器控制冷冻室流向冷藏室的冷空气量，以控制 冷藏室的温度。风门型温控器有风道式与盖板式两种。（ l ）风

14、道式风门温控器 风道式风 门温控器主要由感温腔、顶针、弹簧、圆柱齿轮、拨轮壳体等组成。由感温管绕成的感温包 装在冷藏室内或风道内。壳体上方有与圆柱齿轮相配合的螺纹，而圆柱齿轮外齿又与拨轮上 的齿配合。转动温控器的调温旋钮时，圆柱齿轮便上、下移动。（2 ）盖板式风门温控器盖 其感温管装在出风口附近的风道内。当冷藏室温度升高时，感 温腔伸长，推动杠杆向左移动，杠杆使盖板开度增大，增加了流人冷藏室的冷空气。当冷藏 室降温时，感温腔收缩，拉动杠杆右移，杠杆使盖板开度减少，减小了流入冷藏室的冷空气 量，这样就把冷藏室的温度控制在了一定的范围内。三、间冷式电冰箱定时融霜装置1 间冷式电冰箱定时融霜装置间冷

15、式电冰箱定时融霜装置由定时融霜继电器及双金属融霜 停止温控器、融霜加热器和融霜保护熔断器组成。（1）定时融霜继电器定时融霜继电器又称 融霜定时器，由定时器微电机、齿轮箱、开关组和外壳等组成，是全自动定时融霜系统中的 关键部件。其作用是累计压缩机的运转时间，当压缩机连续运转812h（厂时设定）后，断 开压缩机接通融霜电路。（ 2）双金属融霜停止温控器双金属融霜停止温控器的作用是控制融霜温度，当融霜温度达 到 13 C 时，切断融霜电路， -5 C 时复位。（ 3 ）融霜加热器 间冷电冰箱的融霜加热器多采用玻璃管状加热器,加热功率为 120 150W。（4）融霜保护熔断器融霜保护熔断器又称温度保险

16、丝，是为避免加热融霜超热而设置的，它 卡装在蒸发器上，直接感受蒸发器的温度变化。当双金属融霜温控器发生故障， 13 C 未跳 开时，蒸发器温度将升高，达到65 C 左右，串接在融霜加热器电路中的融霜保护熔断器将 自行熔断，切断加热器电路哪叙厚故的发生。融霜保护熔断器是一次性使用部件，当故障排 除后，要重新更换。 2 全自动融霜过程制冷系统重新制冷运行后，蒸发器表面温度很快下 降，当降到双金属融霜停止温控器的复位温度值（通常调整到一 5 C ）时，融霜温度控制 器触点复位，将融霜加热器重新与融霜定时器的转换接点接通，为下一次加热融霜作准备。四、电冰箱典型电路1 直冷式电冰箱电路（1 ）单门直冷式电冰箱电路图是典型的单门电 冰箱电气控制电路图。该电路由温控器、保护器、压缩机、重垂式起动器、电容器、箱内照 明灯、门开关等组成。（ 2 ）双门直冷式电冰箱电路图所示为日立双门直冷式电冰箱电气控制电路。该电路采用PTC元件起动。电路特点有两个： 一是使用了定温复位型温控