上海亦心空压机设备有限公司

1 电冰箱的工作原理
1.1 制冷系统工作原理
东芝GR-204E型电冰箱的制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、上门蒸发器(冷冻室)、下门蒸发器(冷藏室)等组成。
制冷剂被压缩机压缩后进入冷凝器,经干燥过滤器后进入冷冻室蒸发器,然后进入冷藏室蒸发器,经储液器后回到压缩机,完成一个制冷过程,然后循环进行。
1.2 电气控制系统工作原理
电冰箱的控制系统包括对压缩机的控制、对温度的控制、对除霜的控制等。其一般控制原理为:当冰箱接通外接电源后,压缩机开启;当下门蒸发器的温度(冷藏室温)达到设定值时,压缩机停机,流槽管道加热器开;当下门蒸发器的温度(冷藏室温)高于设定值时,压缩机重新开启,流槽管道加热器关;手动除霜时,除霜加热器开启,压缩机停机;当上门蒸发器(冷冻室温)高于设定值时,除霜加热器停止加热,压缩机开启。这样循环进行制冷和除霜过程。
2 控制电路的正常运行状态模拟
本控制电路可模拟东芝GR-204E型电冰箱正常运行状态,进而分析其电子温控系统的工作原理,为冰箱的电气故障诊断提供理论依据。
此控制电路采用负温度系数的热敏电阻模拟温度传感器,通过调节冷藏和化霜温度传感器旋钮,改变热敏电阻的阻值来模拟温度的变化;通过指示灯的亮暗模拟设备的运行和停止状态;线路中的黑点表示用于万用表的插线接口,数显万用表可以直测相关点间的电压,进而分析各元器件是否处于正常工作状态,以此进行故障诊断。
2.1 电源电路分析
室外交流电源AC220V,经T801变压器变压,得到AC15V;经二极管VD805和VD806全波整流和电容C806滤波,得到DC14V;经电阻R812分压,二极管VD808整流,电容C808滤波得到DC6.8V。其中:DC14V电压供继电器RY01、RY02使用;DC6.8V电压供其他部件使用。电源电路由TNR801(压敏电阻)起保护作用。
2.2 制冷控制电路分析
2.2.1 压缩机接线室外交流电源经过热保护器,经压缩机及PTC;经继电器RY01组成回路。
2.2.2 继电器RY01的控制原理
当冷藏传感器温度较高时,即表示冷藏室温较高,此时模拟冷藏传感器阻值较小,电压比较器Q802中,U4>U5(4.0U6(Vr=2V,4.0 制冷时,冷藏传感器温度继续降低,模拟冷藏传感器阻值升高,电压比较器Q802中,U4U6,所以U1仍为高电平;因此RS触发器Q801中,3脚为高电平,驱动三极管Q811继续导通,RY01继续闭合,压缩机继续运转制冷。
继续制冷时,当冷藏传感器温度达到或低于设定温度(通过调节R124设定,Vr=2V)时,模拟冷藏传感器阻值继续升高,此时,电压比较器Q802中,U4 当制冷过程结束后,冷藏室温会升高。冷藏传感器温度会升高,所以模拟冷藏传感器阻值会降低,电压比较器Q802中,当U4U6时,U2为高电平,U1为高电平,RS触发器Q801中,3脚为低电平,Q811仍未导通,RY01仍断开,压缩机继续停机。当冷藏传感器温度继续升高,冷藏传感器阻值继续降低,电压比较器Q802中,当U4>U5,U7>U6时,U2为低电平,U1为高电平,RS触发器Q801中,3脚为高电平,Q811导通,RY01闭合,压缩机再次启动,开始制冷。如此循环往复进行。
2.2.3 继电器RY02的控制原理
继电器RY02是双位开关,初始状态是接入流槽管道加热器的。当继电器RY01断开时,流槽管道加热器接通(流槽管道加热器指示灯亮);当继电器RY01闭合时,流槽管道加热器短路(流槽管道加热器指示灯灭);继电器RY02接入除霜加热器的原理参考除霜过程。
2.3 除霜控制电路分析
东芝GR-204E型电冰箱采用半自动除霜,即可手动除霜,也可手动终止除霜,还可自动结束除霜。其控制过程如下。
按下除霜开始按钮,电压比较器Q801中13脚接地为低电平,此时,冷冻室的温度很低,模拟冷冻传感器阻值相对较高,U8 在制冷过程中需要手动除霜时,按下除霜开始按钮,由于VD803的作用,压缩机停机,其他除霜过程控制原理同上。
按下除霜结束按钮,除霜开始按钮断开,Q801的8脚为低电平U8=0V,11脚也为低电平U11=0V,RY02转换接点断开除霜加热器,接入流槽管道加热器,除霜停止,除霜加热器指示灯灭,流槽管道加热器指示灯亮。
当除霜一段时间后,冷冻室的温度慢慢升高,模拟冷冻传感器阻值相对较低,电压比较器Q802中,U9 3 控制电路的故障模拟
本控制电路除了模拟冰箱的正常工作状态外,还可以进行故障模拟。故障设置后,通过检测电路各处电压,分析电路工作状态可以对故障进行诊断,排除故障。具体模拟及故障诊断过程如下。
模拟故障一:变压器的副边无输出
原因:1)室外无交流电压输入:检测变压器原边无220V电压。2)T801变压器坏:检测变压器原边有220V电压,变压器的副边无15V电压输出。
模拟故障二:无14V电压供电
原因:VD805或者VD806烧坏
模拟故障三:无6.8V电压供电
原因:VD808烧坏
模拟故障四:化霜结束,化霜加热器不停止
原因:1)化霜传感器坏:检测RY02转换接点已断开除霜加热器。2)化霜停止按钮坏:手动结束化霜时,化霜加热器仍不停止。
模拟故障五:化霜状态下,不能正常化霜
原因:1)化霜开始按钮坏:手动化霜时,化霜加热器不工作。2)化霜加热丝或者化霜保险丝坏:检测RY02转换接点已接入除霜加热器。3)Q812被击穿:化霜时,检测Q812未导通。4)继电器RY02坏:化霜时,检测Q812已导通,但RY02未接入除霜加热器。
模拟故障六:压缩机不停机
原因:1)Q811被击穿:停止制冷时,检测Q812已导通。2)继电器RY01坏:停止制冷时,检测Q812未导通,RY01开关仍粘连。
模拟故障七:制冷状态下,压缩机不启动
原因:1)过载保护器坏:检测过载保护器接线断路。2)冷藏室温度传感器坏:检测Q812未导通。3)压缩机启动继电器坏:检测检测启动继电器接线断路。
模拟故障八:模拟库门打开时库灯不亮
原因:门开关坏
上述模拟故障中,只针对单一故障列出了故障可能发生的原因。有的故障之间相互影响,需要综合分析,进行诊断。
4 结语
此控制电路既可模拟电冰箱的电气控制原理,又能够进行电气和部分制冷设备的故障模拟,替代了电器实物及实际设备繁琐的故障设置;同时,该控制电路都采用弱电,安全可靠,避免了在实物检测过程中的触电等不安全现象的发生。为冰箱的故障诊断提供了很好的虚拟平台。