冰箱電氣原理及安全常識

1、1,冰箱電氣原理及安全常識,2021年3月18日,2,主講內(nèi)容,一、冰箱控制式方式分類 二、冰箱電氣系統(tǒng)原理 三、機(jī)械冰箱常用元器件 四、電腦冰箱常用元器件 五、風(fēng)冷冰箱常用元器件 六、其它元器件 七、電氣安全,3,冰箱按控制方式分類,根據(jù)控制方式不同可將冰箱可分為：機(jī)械冰箱、電子冰箱和電腦冰箱。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。突出特點是精確控

2、溫、模糊控制、附加功能(開門報警、掉電記憶、屏幕鍵盤鎖定、時鐘、定時等,4,幾種冰箱的電氣系統(tǒng)原理,1、普通機(jī)械冰箱,5,2、帶溫度自感應(yīng)的機(jī)械冰箱,6,3、風(fēng)冷機(jī)械冰箱,7,4、電腦冰箱,8,一、機(jī)械冰箱常用的一些電氣件,1、補(bǔ)償加熱器： 一般采用電阻加熱絲（如鎳鉻絲），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度時開啟此開關(guān)，加熱絲通電發(fā)熱，有意識地提高冷藏室的溫度（拉開與房間溫度的溫差），促使溫控觸點閉合，壓縮機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)。 冰箱在天氣冷的時候，往往不啟動，致使冷凍室溫度偏高。出現(xiàn)這種問題時可打開冰箱門，檢查“溫度補(bǔ)償開關(guān)

3、”是否打開，因為冰箱的溫控器控頭是裝在冷藏室內(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，冰箱將很難啟動。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)制冰箱啟動使冷凍室不至于解凍。同時要記得，當(dāng)環(huán)境溫度高于10時，不要忘了將“溫度補(bǔ)償開關(guān)”開閉，否則會產(chǎn)生不停機(jī)的現(xiàn)象。 補(bǔ)償加熱器啟動后，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,9,2、定溫復(fù)位溫控器： 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

4、外界位移的作用下使觸點斷開或接通，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)生推動開關(guān)盒組件的力和位移，獲得不同的溫度特性,10,3、補(bǔ)償開關(guān)/溫控磁敏開關(guān)：普通補(bǔ)償開關(guān)：此開關(guān)僅在環(huán)境溫度低于10打開，低于10如不打開，冰箱可能長時間不啟動，冷凍室溫度偏高；高于10時（夏天），如果打開此開關(guān)，冰箱則可能開機(jī)時間過長。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溫控磁控開關(guān)，代替原來機(jī)械溫控冰箱的手動溫度補(bǔ)償開關(guān)，在機(jī)械冰箱溫控上實現(xiàn)自動溫度補(bǔ)償。其工作原理是：利用鐵氧體材料在居里點Tc附近產(chǎn)生相變的特點，使干簧管（又名舌簧管、磁簧管）在指定溫度點附近產(chǎn)生吸合或斷開

5、動作，控制電回路，使該產(chǎn)品具有動作點穩(wěn)定、可靠、使用壽命長、抗震、防潮、防水、防爆等特點。 我司使用的產(chǎn)品當(dāng)環(huán)境溫度小于9度時，自感應(yīng)開關(guān)接通，實現(xiàn)補(bǔ)償，當(dāng)環(huán)境溫度大于15度，自感應(yīng)開關(guān)斷開，取消補(bǔ)償。免去了手動開關(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)一年只需要動作一次，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)。采用磁敏溫控開關(guān)代替手動開關(guān)以后，完全解決了該問題，用戶再也不會因此多耗電，冬天也不會不開機(jī),11,4、門燈開關(guān)/磁性門燈開關(guān)： 控制冰箱照明燈的亮、滅。冰箱冷藏室門開時照明燈亮

6、，冰箱冷藏門關(guān)時照明燈滅。 磁性門燈開關(guān)：是一種位置檢測開關(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，在內(nèi)磁環(huán)的作用下使干簧管內(nèi)兩觸點接通，磁性開關(guān)處于常閉狀態(tài)，故在冷藏門打開時燈點亮。當(dāng)冷藏門關(guān)閉時，冷藏門上的外磁體將內(nèi)磁環(huán)的磁場消除，兩觸點斷開，磁性開關(guān)常開狀態(tài)，故在冷藏門關(guān)閉時燈熄滅,12,5、照明燈：普通白熾燈1025W，這種燈泡發(fā)光效率低，但成本低。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,13,6、壓縮機(jī)PTC啟動器、過載保護(hù)器（分體式、整體式）PTC啟動器 PTC元件是以酞酸

7、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)到某一臨界點時（居里點）時，其阻值會發(fā)生劇增。由于這一特點，PTC啟動器具有無觸點開關(guān)的作用。冰箱開始啟動時，PTC元件溫度較低，電阻小，電流易通過。在電動機(jī)啟動時，啟動電流猛增（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，電流很難流過，可視為斷路。這樣，與之相串聯(lián)的啟動繞組就斷電，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，電阻絲會發(fā)

8、熱，使與之相鄰的雙金屬片受熱變形，向上彎曲，于是觸點斷開，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，雙金屬片也會因受熱而彎曲變形將觸點斷開。所以這種保護(hù)器具有過流和過熱雙重保護(hù)作用,14,二、電腦冰箱常用的一些電氣件,1、照明燈 12V LED燈： 效率高，能耗低（0.51W），壽命特別長,15,2、主控板：單片機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)信號輸入、輸出控制。信號輸入：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,16,3、顯控板：頂蓋顯示、門上顯示顯示方式：LED：發(fā)

9、光二極管/數(shù)碼管/屏LCD：正性顯示/負(fù)性顯示/點陣 TN、STN、TFT液晶顯示是一種被動的顯示，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。正因為低功耗和小型化使 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，但在電場作用下能改變其排列方向。 對于TN-LCD顯示，當(dāng)未加電壓到電極時，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。

10、對于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以對比度更好，視角更寬,17,4、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，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，且成本較高。按鍵：普通

11、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,18,液晶顯示、觸摸按鍵示例,19,5、脈沖電磁閥電磁閥由電磁線圈、活動銜鐵(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可通過向閥發(fā)換向脈沖來改變冷媒流向。單閥：雙溫區(qū)雙閥：三溫區(qū)三閥：四溫區(qū),20,21,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,22,6、溫度傳感器：溫度傳感器為負(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溫度變化，溫度變化使熱敏

12、電阻阻值變化，CPU的A/D轉(zhuǎn)換通道對應(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),23,三、風(fēng)冷冰箱常用常用的一些電氣件,1、化霜加熱器、化霜溫控器、除霜定時器從保鮮、節(jié)能的角度來說，除霜加熱器應(yīng)是自動感測霜層厚度，做到有霜則除，但目前霜層檢測無法準(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，除霜定時器累計壓縮機(jī)的工作時間，當(dāng)壓縮機(jī)累計工作時間達(dá)到一定時間時（如8小時），定時器內(nèi)觸點動作接通除霜加熱管，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（如6左右），除霜溫控器動作，斷開除霜加熱器，幾分鐘后，定時器接通

13、壓縮機(jī)回路，開始下一個化霜周期,24,2、溫度熔斷器由于對于冰箱而言，除霜加熱器是一個加熱裝置，如果除霜加熱器不能有效關(guān)斷造成火災(zāi)的危險，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，它能夠發(fā)生一次性動作而不能復(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70度）時自動熔斷，切斷加熱回路,25,3、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)到對冷藏室溫

14、度進(jìn)行控制的目的,26,四、其它,、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。紫外殺菌燈定時釋放出254納米

15、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,27,2、風(fēng)扇(AC220240V 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)，壓縮機(jī)停機(jī)，風(fēng)扇電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時，為了防止開門時的冷氣外泄，風(fēng)扇電機(jī)的開停還受到門開關(guān)的控制，即冷藏、冷凍室中任何一個門打開，風(fēng)扇電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)(廣州工廠部分機(jī)型已取消此控制方式,28,3、負(fù)離子發(fā)生器負(fù)離子是通過負(fù)離子發(fā)生器將低電壓通過升壓電路升至為直流負(fù)高壓，利用碳毛刷尖端直流高壓產(chǎn)生高電暈，高速的放出大量的電子

16、（e-），而電子并無法長久存在于空氣中（存在的電子壽命只有納秒級），立刻會被空氣中的氧分子（O2）捕捉，形成負(fù)離子。它的工作原理與自然現(xiàn)象“打雷閃電”時產(chǎn)生的負(fù)離子的現(xiàn)象相一致,29,五 電氣安全,1.電氣安全標(biāo)準(zhǔn) GB4706.1家用和類似用途電器的安全 第一部分：通用要求 GB 4706.13 家用和類似用途電器的安全 制冷器具、冰淇淋機(jī)和制冰機(jī)的特殊要求 GB4343.1 電磁兼容 家用電器、電動工具和類似器具的要求 第1部 分：發(fā)射 GB17652.1 GB 17625.1-2003 電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值 （設(shè)備每項輸入電流16A） GB 12021.2-2003 家用電冰箱耗電量限定值及能效等級 GB 19606-2004 家用和類似用途電器噪聲限值,30,2.電氣安全參數(shù) 2.1 接地電阻 在電源線接地端和冰箱外殼之間施加25A的交流電，電阻值0.1。 2.2 電氣強(qiáng)度 在電源線火線（或零線）與地線間施加1000VA電壓，歷時1min 或1500V交流電壓，歷時1s，測量儀器顯示電流值10mA 。 2.3 泄漏電流 在電源線火線（或零線）與地線間施加1.06倍交流額定電壓，在施加試驗電壓后的5S內(nèi)測量，泄漏電流0.5mA ，南方氣候潮濕的地方要求1mA 。 2.4啟動性能（冷、熱態(tài)） 給冰箱施加0.85倍額定交流電壓（100V/50