冰箱電氣系統(tǒng)原理及主要零部件剖析.ppt

1、冰箱電氣系統(tǒng)原理及主要零部件剖析,研發(fā)中心 國內(nèi)產(chǎn)品開發(fā)部 胡國華 2006.12.11,根據(jù)控制方式不同可將冰箱可分為：機(jī)械冰箱和電腦冰箱。機(jī)械冰箱：機(jī)械方式調(diào)節(jié)冰箱溫度是最早、最簡單的一種溫控方式，靠冷藏室的溫控器毛細(xì)管感溫頭進(jìn)行感溫來控制 壓縮機(jī)開停。電子冰箱：在機(jī)械冰箱的基礎(chǔ)上增加了一些電子顯示功能。但整機(jī)的溫度控制權(quán)仍然屬于冷藏室的溫控器。電腦冰箱：靠溫度傳感器(即熱敏電阻)進(jìn)行感溫，來控制壓縮機(jī)及其它負(fù)載的開停。突出特點(diǎn)是精確控溫、模糊控制、附加功能(開門提醒、掉電記憶、鍵盤鎖定、時(shí)鐘、定時(shí)等)。,冰箱按控制方式分類,幾種冰箱的電氣系統(tǒng)原理,1、普通機(jī)械冰箱,2、帶溫度自感應(yīng)的機(jī)械

2、冰箱,3、雙系統(tǒng)電腦冰箱,4、四系統(tǒng)電腦冰箱,1、補(bǔ)償加熱器： 一般采用電阻加熱絲（如鎳絡(luò)絲），加工成盤管式緊貼在冷藏蒸發(fā)器背面。其電源串聯(lián)在專用開關(guān)（補(bǔ)償開關(guān)）上，它的作用是在環(huán)境溫度（房間溫度）低于10度時(shí)開啟此開關(guān)，加熱絲通電發(fā)熱，有意識(shí)地提高冷藏室的溫度（拉開與房間溫度的溫差），促使溫控觸點(diǎn)閉合，壓縮機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)。 冰箱在天氣冷的時(shí)候，往往不啟動(dòng)，致使冷凍室化冰。出現(xiàn)這種問題時(shí)可打開冰箱門，檢查“溫度補(bǔ)償開關(guān)”是否打開，因?yàn)楸涞臏乜仄骺仡^是裝在冷藏室內(nèi)的，當(dāng)環(huán)境溫度低于10，接近或低于冷藏箱內(nèi)溫度時(shí)，冰箱將很難啟動(dòng)。因此要將溫度補(bǔ)償開關(guān)打開，提高溫控器探頭處的溫度，以便強(qiáng)制冰箱啟動(dòng)使冷

3、凍室不至于解凍。同時(shí)要記得，當(dāng)環(huán)境溫度高于10時(shí)，不要忘了將“溫度補(bǔ)償開關(guān)”開閉，否則會(huì)產(chǎn)生不停機(jī)的現(xiàn)象。 補(bǔ)償加熱器啟動(dòng)后，使冷藏室溫度升高，達(dá)到開機(jī)溫度，壓縮機(jī)開機(jī)，冷凍室才能滿足性能要求。,一、機(jī)械冰箱,2、定溫復(fù)位溫控器： 控制壓縮機(jī)開停從而來控制冰箱內(nèi)溫度的元件。 壓力式溫控器可分為三部分：感溫組件、開關(guān)盒和主體組件。感溫組件的作用是將感溫部的溫度變化由工質(zhì)的作用轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)的壓力變化，再通過波紋管將壓力變化轉(zhuǎn)化為具有一定位移的推力變化。開關(guān)盒組件的作用是在外界位移的作用下使觸點(diǎn)斷開或接通，從而控制電路的開停。主體盒的作用是將感溫組件的力進(jìn)行平衡，位移放大，產(chǎn)生推動(dòng)開關(guān)盒組件的力和位

4、移，獲得不同的溫度特性。 可以定義壓力式溫控器為：將感溫部件溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)壓力變化，再通過一定機(jī)構(gòu)推動(dòng)開關(guān)通斷的一種溫度控制器。 溫控器通常置于冷藏室中。感溫管與冷藏室蒸發(fā)器相接觸。它不管冰箱停機(jī)溫度高低，其開機(jī)溫度總是恒定的。在每次停機(jī)后待冷藏室蒸發(fā)器溫度上升到某一設(shè)定的溫度（如4C）左右時(shí)才開機(jī)。這機(jī)，冷藏室蒸發(fā)器上所結(jié)的霜在壓縮機(jī)開機(jī)前基本上都能自然熔掉。它的檔位有數(shù)字（07）也有（弱、中、強(qiáng)）。數(shù)字越大或越強(qiáng)對(duì)應(yīng)箱內(nèi)的溫度越低，氣溫較高時(shí)（如夏季）一般調(diào)至1-3檔；氣溫較低時(shí)（如冬季）調(diào)至3-6檔。 通常0為停機(jī)檔、7為不停機(jī)檔。,3、補(bǔ)償開關(guān)/溫控磁性開關(guān)：普通補(bǔ)償開關(guān)：此開關(guān)

5、僅在環(huán)境溫度低于10打開，低于10如不打開，冰箱可能長時(shí)間不啟動(dòng)，冷凍室溫度偏高；高于10時(shí)（夏天），如果打開此開關(guān)，冰箱則可能開機(jī)時(shí)間過長。溫度自感應(yīng)技術(shù)：自感應(yīng)技術(shù)是在冰箱上增加一個(gè)溫控磁控開關(guān)，代替原來機(jī)械溫控冰箱的手動(dòng)溫度補(bǔ)償開關(guān)，在機(jī)械冰箱溫控上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度小于12度時(shí)，自感應(yīng)開關(guān)接通，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，當(dāng)環(huán)境溫度大于16度，自感應(yīng)開關(guān)斷開，取消補(bǔ)償。免去了手動(dòng)開關(guān)的操作麻煩，又能帶來節(jié)電、補(bǔ)償準(zhǔn)確的好處。由于該開關(guān)一年只需要?jiǎng)幼饕淮?，因此常常被用戶忘記，進(jìn)入冬天將開關(guān)置于補(bǔ)償狀態(tài)后往往就不記得在冬天過完以后退出補(bǔ)償狀態(tài)，最終結(jié)果導(dǎo)致用戶無端多耗電，在夏天甚至不停機(jī)。采用磁敏

6、溫控開關(guān)代替手動(dòng)開關(guān)以后，完全解決了該問題，用戶再也不會(huì)因此多耗電，冬天也不會(huì)不開機(jī)。,4、門燈開關(guān)/磁性門燈開關(guān)： 控制冰箱照明燈的亮、滅。冰箱冷藏室門開時(shí)照明燈亮，冰箱冷藏門關(guān)時(shí)照明燈滅。 磁性門燈開關(guān)：是一種位置檢測(cè)開關(guān)，在正常的工作條件下，該元件在預(yù)定的距離范圍接通和斷開，由磁簧管、永磁鐵配套組成。磁性開關(guān)原理： 當(dāng)沒有外磁體時(shí)，在內(nèi)磁環(huán)的作用下使干簧管內(nèi)兩觸點(diǎn)接通，磁性開關(guān)處于常閉狀態(tài)，故在冷藏門打開時(shí)燈點(diǎn)亮。當(dāng)冷藏門關(guān)閉時(shí)，冷藏門上的外磁體將內(nèi)磁環(huán)的磁場(chǎng)消除，兩觸點(diǎn)斷開，磁性開關(guān)常開狀態(tài)，故在冷藏門關(guān)閉時(shí)燈熄滅。,5、照明燈/220V LED燈：普通白熾燈1015W，這種燈泡壽命非

7、常短，且效率低。采用LED發(fā)光二極管的冰箱照明燈，效率高，能耗低（0.51W），壽命特別長。,6、壓縮機(jī)PTC啟動(dòng)器、過載保護(hù)器（分體式、整體式）PTC啟動(dòng)器 PTC元件是以酞酸鋇摻含微量稀土元素，采用陶瓷工藝而制成的一種半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)。外面有絕緣殼和接線端子。PTC元件具有正溫度系數(shù)電阻特性。當(dāng)溫度達(dá)到某一臨界點(diǎn)時(shí)（居里點(diǎn)）時(shí)，其阻值會(huì)發(fā)生劇增。由于這一特點(diǎn)，PTC啟動(dòng)器具有無觸點(diǎn)開關(guān)的作用。冰箱開始啟動(dòng)時(shí)，PTC元件溫度較低，電阻小，電流易通過。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流猛增（是正常電流的57倍）。于是，PTC 元件的溫度也隨之升高。到臨界溫度后（約100），電阻值劇增到數(shù)萬歐姆，電流很難流

8、過，可視為斷路。這樣，與之相串聯(lián)的啟動(dòng)繞組就斷電，而運(yùn)轉(zhuǎn)繞組投入工作。過載保護(hù)器 保護(hù)器串入主電路中，它的觸點(diǎn)是常閉的。在一般情況下導(dǎo)通。當(dāng)電路中因過載而使電流增大時(shí)，電阻絲會(huì)發(fā)熱，使與之相鄰的雙金屬片受熱變形，向上彎曲，于是觸點(diǎn)斷開，壓縮機(jī)停止運(yùn)行，起到了保護(hù)壓縮機(jī)的作用。 由于過載保護(hù)器是緊貼在壓縮機(jī)外殼上的，所以雙金屬片又能感受到外殼的溫度。若壓縮機(jī)工作不正常，殼體溫度達(dá)到90以上，雙金屬片也會(huì)因受熱而彎曲變形將觸點(diǎn)斷開。所以這種保護(hù)器具有過流和過熱雙重保護(hù)作用。,7、帶脈沖發(fā)生器的電磁閥：實(shí)現(xiàn)機(jī)械三門冰箱軟冷凍和冷凍切換的功能。,1、12V LED燈： 效率高，能耗低（0.51W），壽

9、命特別長。,一、電腦冰箱常用,2、主控板：單片機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸入、輸出控制。信號(hào)輸入：溫度傳感器、按鍵、門開關(guān)輸出控制：壓縮機(jī)、電磁閥、照明燈其它：顯示、蜂鳴器,3、顯控板：頂蓋顯示、門上顯示顯示：LED：發(fā)光二極管/數(shù)碼管/屏LCD：正性顯示/負(fù)性顯示/點(diǎn)陣 TN、STN、TFT液晶顯示是一種被動(dòng)的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)境的光，通常配不同顏色的背光使用。它顯示圖案或字符只需很小能量。正因?yàn)榈凸暮托⌒突?LCD成為較佳的顯示方式。 液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有液態(tài)和固體雙重性質(zhì)的有機(jī)物，它的棒狀結(jié)構(gòu)在液晶盒內(nèi)一般平行排列，但在電場(chǎng)作用下能改變其排列方向。 對(duì)于TN-LCD顯

10、示，當(dāng)未加電壓到電極時(shí)，LCD處于OFF態(tài)，光能透過LCD呈白態(tài)；當(dāng)在電極上加上電壓LCD處于ON態(tài)，液晶分子長軸方向沿電場(chǎng)方向排列，光不能透過LCD，呈黑態(tài)。有選擇地在電極上施加電壓，就可以顯示出不同的圖案。對(duì)于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以對(duì)比度更好，視角更寬。,4、VFD：真空熒光顯示屏VFD（Vacuum Fluorescent Display）是從真空電子管發(fā)展而來的顯示器件，它的基礎(chǔ)特性與電子管的工作特點(diǎn)基本相同。由發(fā)射電子的陰極（直熱式，統(tǒng)稱燈絲）、加速控制電子流的柵極、玻璃基板上印上電極和熒光粉的陽極及柵網(wǎng)和玻蓋構(gòu)成。它利用電子撞擊熒光粉，使熒光粉發(fā)光，是一種自身發(fā)光顯

11、示器件。由于它可以做多色彩顯示，亮度高，又可以用低電壓來驅(qū)動(dòng)，易與集成電路配套，所以被廣泛應(yīng)用在家用電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)儀器儀表及汽車等各種領(lǐng)域中。但使用壽命短是它的致命弱點(diǎn)，且成本較高。按鍵：普通按鍵、電容感應(yīng)式觸摸按鍵觸摸屏：液晶顯示、觸控操作一體化,液晶顯示、觸摸按鍵示例：,5、脈沖電磁閥電磁閥由電磁線圈、活動(dòng)銜鐵(閥針)和閥體組成，用于制冷系統(tǒng)中執(zhí)行通-斷的自控閥，以控制制冷劑的流量，流向等。當(dāng)系統(tǒng)需要改變冷媒流向時(shí)可通過向閥發(fā)換向脈沖來改變冷媒流向。單閥：雙溫區(qū),組合閥：串聯(lián)，多溫區(qū)1 壓縮機(jī)，2冷凝器，A、B、C電磁閥，4a-4d毛細(xì)管，5a-5d蒸發(fā)器,6、溫度傳感器：溫度

12、傳感器為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC，其阻值隨溫度升高而降低，隨溫度降低而增大。溫度傳感器在電路中主要采用上拉電阻分壓法來檢測(cè)溫度變化，溫度變化使熱敏電阻阻值變化，CPU的A/D轉(zhuǎn)換通道對(duì)應(yīng)的電壓也隨之變化，CPU根據(jù)電壓的變化來決定冰箱的工作狀態(tài)。,1、化霜加熱器、化霜溫控器、除霜定時(shí)器從保鮮、節(jié)能的角度來說，除霜加熱器應(yīng)是自動(dòng)感測(cè)霜層厚度，做到有霜?jiǎng)t除，但目前霜層檢測(cè)無法準(zhǔn)確，因此，現(xiàn)階段除霜加熱器的控制一般條用定時(shí)接通除霜、溫度達(dá)到預(yù)定的除霜溫度切斷的辦法控制。壓縮機(jī)工作時(shí)，除霜定時(shí)器累計(jì)壓縮機(jī)的工作時(shí)間，當(dāng)壓縮機(jī)累計(jì)工作時(shí)間達(dá)到一定時(shí)間時(shí)（如8小時(shí)），定時(shí)器內(nèi)觸點(diǎn)動(dòng)作接通除霜加熱管，

13、除霜加熱管加熱，使蒸發(fā)器表面的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)（如6左右），除霜溫控器動(dòng)作，斷開除霜加熱器，幾分鐘后，定時(shí)器接通壓縮機(jī)回路，開始下一個(gè)化霜周期。,一、風(fēng)冷冰箱常用,2、溫度熔斷器由于對(duì)于冰箱而言，除霜加熱器是一個(gè)加熱裝置，如果除霜加熱器不能有效關(guān)斷造成火災(zāi)的危險(xiǎn)，因此，在除霜加熱器控制中，通常增加了溫度熔斷器保護(hù)。溫度熔斷器是一種超溫保護(hù)用的安全元件。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，它能夠發(fā)生一次性動(dòng)作而不能復(fù)位。溫度熔斷器是當(dāng)除霜加熱器失控，使蒸發(fā)器溫度達(dá)到一定溫度（如78度）時(shí)自動(dòng)熔斷，切斷加熱回路。,3、風(fēng)門控制器這種溫控器通常用于雙門雙溫風(fēng)冷冰箱中，風(fēng)門溫控器置于冷凍室和冷藏室中間的隔層內(nèi)。其

14、工作原理為：用感溫包內(nèi)感溫劑隨溫度變化而變化的壓力來推動(dòng)風(fēng)門，使風(fēng)門開度變化，用以控制吹入冷藏室的冷風(fēng)量，從而達(dá)到對(duì)冷藏室溫度進(jìn)行控制的目的。,1、紫外殺菌燈紫外線殺菌燈與日光燈、節(jié)能燈發(fā)光原理一樣，燈管內(nèi)的汞原子被激發(fā)產(chǎn)生汞的特征譜線。低壓汞蒸氣主要產(chǎn)生254nm和185nm紫外線。日光燈、節(jié)能燈燈管采用的是普通玻璃，紫外線不能透出來，被熒光粉吸收后發(fā)出可見光；而殺菌燈燈管則用透紫錢玻璃或石英玻璃生產(chǎn)。紫外線穿過玻管壁透射出來。254nm波長的紫外線很易被生物體吸收，作用于生物體的遺傳物質(zhì)DNA，使DNA遭到破壞而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。185nm波長紫外線與空氣作用可產(chǎn)生有強(qiáng)氧化作用的臭氧，可有效地殺滅細(xì)菌。紫外線可集中很高的強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)殺滅細(xì)菌和病毒。屬于純物理消毒方法，無二次污染。紫外殺菌燈定時(shí)釋放出254納米波長的紫外光，激化二氧化鈦納米光觸過濾網(wǎng)散發(fā)出氫氧自由基，高效殺滅有害菌，并將其分解轉(zhuǎn)化成為水和二氧化鈦，使食物持久保鮮。,四、其它,2、風(fēng)扇（DC 12V）風(fēng)扇電機(jī)是為箱內(nèi)熱交換氣流循環(huán)而設(shè)置的，所以風(fēng)扇電機(jī)的開停一般與壓縮機(jī)的開停同步，即壓縮機(jī)開機(jī)，風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)