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电冰箱稳定工作时,制冷系统和电气控制系统相互配合,制冷系统是冰箱的核心部件,控制系统是指挥部件,根据冰箱设计需要,控制系统控制制冷系统的稳定运行,实现制冷、控温、节能及保护等效果。
电冰箱的电气控制系统一般有如下作用:自动控制压缩机的起动、运行和停止,保护压缩机,调节制冷剂的流量,调节各箱温度,实现化霜,还可以防止箱门结露,控制箱内的风扇和照明,有的还显示温度,功能越复杂的冰箱,控制电路越复杂,现在一些比较新型的冰箱采用变频制冷,功能齐全,节能环保,智能化程度高,很受消费都喜爱。
一、压缩机起动及保护电路
(一)PTC起动电路
单相压缩机电动机有两个绕组,即起动绕组和运行绕组,将两个绕组的一端接在一起,引出机壳,用C表示;两绕组的另一端也分别引出机壳,分别用M、S表示,其中M为运行绕组,S为起动绕组,三个端子呈等边三角形分布,不同的厂家,其排列不一定相同,如图所示11-1所示。

图11-1 压缩机电源端
也有的压缩机绕组分别用R(公共端)、SP(运行端)、JP(启动端)表示。
图11-2是一款压缩机电动机起动和保护电路。

图11-2 PTC启动器
当电动机因其他故障原因,引起过热达到135度时,紧贴在机壳上的过热保护器会断开触点电路,致使电机失电停止运行,起到保护压缩机的作用,而当机壳温度下降后,保护器又自动接通触点。
也有的过热保护器埋在电机绕组里面,在制造电机绕组时,安装进去的,直接感受电机绕组的温度,如果绕组过热,内部自动断开,这种内埋式过热保护器灵敏度高,动作可靠。
PTC起动元件常温下电阻不到50欧,而当通过它的电流较大时,电阻急速上升到几十千欧以上,相当于开路。图中PTC接到压缩机启动绕组S端,当向电机通电时,由于起始PTC电阻较小,使得电流较大,约3~4安,电机能快速起动(启动时间1秒左右),这个电流又使得PTC温度快速上升(1秒左右),导致电阻急促增大,相当于断开启动绕组电路,从而保护起动绕组不因电流过大造成烧毁。
(二)电流式起动继电器起动电路
图11-3是电路采用电流继电器式起动压缩机,重锤式启动器内部有一个较粗的电流线圈,电阻极小,将它串联到运行绕组;还有一对常开触点开关串联在启动绕组,电机起动时,电流线圈流经有较短时间的大电流,由于磁力作用,导致常开触点瞬时闭合,启动绕组得电,电机启动,当电机起动完毕,电流线圈电流马上下降,磁力随之陡降,常开触点恢复断开,使得启动绕组电流为零,得到保护。

图11-3 电流式继电器启动电路
二、电冰箱温度控制电路
电冰箱工作时,为了使储藏物处于一个相对固定的温差范围,冰箱中都安装有温度控制器,它的工作方式有两种,一是根据电冰箱内温度的变化范围控制压缩机的运转时间,在允许的温度波动范围内,当箱内达到设定的低温时,令压缩机停车,从而停止制冷;箱内温度上升到设定上限时,让压缩机工作制冷,所以这类电冰箱都是间歇地工作;二是根据电冰箱内温度的变化控制箱内冷气的流量,这种方式用于间冷式电冰箱。温度控制器里面有一对常闭触点开关,一般都与压缩机电路串联,开关的通断受感温元件的控制。
目前使用的温度控制器,按采用的感温元件不同分为蒸气压力式温度控制器和电子式温度控制器,蒸气压力式温度控制器属于机械式控制器,下面是一款蒸气压力式温度控制电路。

图11-4温度控制器的连接
当冰箱处于制冷工作状态时,除霜定时器的2、3触点接通,温度控制器的触点接通,温度控制器的触点接通或断开受到感温元件指挥(图中没有画出感温元件,感温元件属机械性元件,置于储物箱内),当温度下降到设定的温度时,感温元件推动温控器的触点,使之断开,压缩机失电停止工作。当温度回升到一定程度之后,温度控制器的触点又被感温元件指挥,接通触点开关,压缩机重新得电工作制冷,温度在一定范围内波动时,压缩机作间歇性开停机。
电子式温度控制器电路形式多样,大都由信号采集转化部分、信号处理放大部分、功率放大部分和控制执行机构等几部分组成,信号采集一般用热敏电阻或半导体元件做成传感器,将温度信号转化为电信号,再将电信号处理,信号处理放大可用电桥电路、运算放大电路构成,功率放大可用晶体管电路构成,控制执行电路可用晶闸管、电磁继电器等构成,随着集成电路的发展,电子式温度控制器渐渐地成为电冰箱温控的主流。

图11-5电桥式温度控制器
上图是一冰箱温度控制电路,R1是感温元件,具有负温度系数特性,当电桥平衡,A点无电压输出,VT1截止,压缩机停止运转,当温度上升时,R1电阻变小,A点输出升高,VT1导通,电机运行制冷。
为了提高电路可靠性,有的温度控制器采用运算放大电路对信号进行处理,下面是一款由LM385构成的温控电路,IC1-1接成延时电路,IC1-2和IC1-3接成电压比较器,VD2为感温元件,A点电压随温度的升降而变化,RP1是上限温度调节(压缩机启动),RP2是下限温度调节(压缩机停止),VT3作为开机控制元件,VT4作为关机控制元件,压缩机开关驱动元件为电磁继电器J1。

图11-6电子式温度控制器
三、电冰箱化霜电路
电冰箱用过一定时间后,会结霜,霜层过厚,会影响制冷效果,不利于节能,所以要定期除霜。图8-7是一个电冰箱除霜控制电路。
进行除霜时,压缩机电路断开,停止制冷,对化霜加热器通电,利用它产生的热溶化霜层。下图是一款化霜电路,化霜定时器由电机M控制,定时器电机M与压缩机并联,记录上一次化霜结束后,压缩机运行总时间,当累积到一定时间后,触点1-3相接通,化霜加热器得电加热,进行化霜,双金属片控制化霜加热器的最高温度,如果温度升到此温度,自动断开加热电路,防止温度过高损坏器件。当双金属片断开后,加热器与定时电机、压缩机等串联,构成回路,定时电机(内阻有几千欧)开始运转,经过两分钟左右时间,触点1-2开始接通,压缩机开始制冷,定时器M开始下一周期的循环化霜定时。
四、箱内风扇电机组及照明灯电路
如图11-7电路,具有风扇电机和门开关及照明灯电路,开门时,灯亮,关门时灯灭,同时风扇电机运转,起到强迫循环冷气,箱内温度均匀的作用,灯起照亮冷藏箱的作用,另外,风扇电机受温控器和化霜定时器的控制。只有在压缩机工作时,才可能旋转。
五、冬季加热辅助电路
冬季气温较低(但仍然高于冷冻室的温度),可能引起冷藏箱内温控器断开,造成压缩机不工作,使冷冻箱温度上升,对冷冻室储藏物不利,所以冰箱里装有冬季加热器,迫使冷藏室温度上升到温度控制器接通压缩机电路,使压缩机工作,对冷冻室制冷,如图11-7电路所示。

图11-7电冰箱电路
六、双温双控电冰箱电路
为了使冷藏箱和冷冻箱能各自控制温度,有的冰箱在这两室中独立使用蒸发器和温控器,图11-8是这类冰箱的制冷系统示意图,图中用到二位三通电磁阀,它有一个进口和两个出口。

图11-8混合型双回路制冷系统示意图
图11-9是BCD218型混合型双回路电冰箱电路,当冰箱启动制冷时,各温控器状态如图所示,制冷剂经第一毛细管流入冷藏室,而第二毛细管关闭,当温度下降致使冷藏室温控器断开时,其1-2触点接通,电磁阀得电,从而关闭冷藏室毛细管入口,同时打开冷冻室毛细管入口,制冷剂只经过第二毛细管流入冷冻室蒸发器继续制冷,当冷冻室温度下降到其温控器断开触点2-3时,压缩机开始停止运转。电磁阀失电,恢复原状(第一毛细管开通,第二毛细管关闭)。任何一室温度上升到设定温度时,压缩机都再次启动制冷。两室制冷优先顺序是先冷藏室后冷冻室。

图11-9混合型双回路电冰箱电路
以上是常见的电冰箱普通电路,目前市面上保有量非常大。