电冰箱控制系统实验实验指导书

1、目 录第一部分 电冰箱电气控制线路实验的基础知识第一节 压缩电机的启动与保护2第二节 温度控制与温控器12第三节 化霜与化霜控制18第四节 风扇、照明电路23第五节 电冰箱典型电路分析24第六节 电冰箱的主要电气故障分析26第二部分 实验部分实验一 电冰箱电气线路器件的认识和性能测试28实验二 直冷式冰箱电气控制线路接线与测量32实验三 间冷式电冰箱电气控制线路接线与故障试验35第一部分 电冰箱电气控制线路系统的基础知识一只合格的、功能齐全的电冰箱应具有的四大功能是：制冷、保温、温控和化霜，电气控制系统的任务就是要保证压缩机的正常启动和保护；实现对箱内温度的控制；实现化霜和照明。第一节 压缩电

2、机的启动与保护一、压缩电机 1电压与功率目前家用电冰箱的压缩电机均采用单相鼠笼式异步电动机，供电电压为220V+10-15%，即运行在187242V之间，从1/10Hp1/5Hp对应的功率如下表示：Hp1/101/91/81/71/61/5W7582931051251502结构特点：在结构上与压缩机构成一个整体，全密封在一个壳体中。单相压缩电机有两个绕组（在空间互成90o的空间角，均匀地嵌放在定子铁心槽中），如图1-1所示。其中一个绕组命名为运行绕组（或工作绕组）用CM表示；另一个命名为启动绕组（或辅助绕组）用CS表示。C为公共端，M为运行端,S为启动端。在室温下不同容量电机绕组的阻值范围大约

3、为：RCM=822，RCS=2445，可见启动绕组的阻值RCS要大于运行绕组的阻值RCM（但亦有例外的情况，如个别进口的压缩机，其启动绕组的阻值反而小于运行绕组的阻值，（称之谓特殊电机）。 在接线操作时，首先必须判别压缩电机的三个接线端，对普通压缩电机，其判别的依据就是RCSRCM，且RSM= RCS + RCM，实际操作时，只要用万用表的欧姆R1档，在两两之间测量电阻，共测三次，就可判别出C、S、M三个端子。3绝缘性能测试电冰箱的四大安全性能是指绝缘电阻、泄漏电流、耐压和接地电阻，前三项主要由压缩电机的定子绕组所决定。因此必须对压缩电机的定子进行绝缘性能指标的测试，具体测试方法是：1）绝缘电

4、阻的测量：用500型或1000型兆欧表，测试点选在绕组的引出端（即导电部分）与壳体（即绝缘部分）之间，以120rpm的速度均速摇动手柄，读取指针所指之值，按规定必须大于2M，该值越大绝缘性能越好.2）泄漏电流的测量：用交流毫安表，测量导电部分和绝缘部分之间的电流,应小于1.5mA。 3）耐压试验：在高压试验台上进行，在电机的出线端与壳体之间加1500V的交流电压，历时1分钟，不应出现击穿和闪烁现象。（附注：冰箱的接地电阻必须用电桥进行测量，其指标应小于0.1。）二、压缩电机的启动方式 1电阻分相启动式（RSIR方式）目前家用冰箱大都采用此方式启动，启动时要求能自动接通启动开关K，当电机转速达到

5、80%nN时，开关K应能自动断开，以切除启动绕组。该电机启动绕组线径细，匝数多，即电阻大电感小；而运行绕组线径粗匝数多，即电阻小电感大。由此可得出如图1-2所示的相量图。即在单相交流电压的作用下，电感量较大的运行绕组中的电流ICM便滞后于电压U一个较大的相位差角，而流过启动绕组的电流ICS滞后于电压U一个较小的相位差角，这两路电流分别流入两个在空间互成90o的绕组，也能形成一个椭圆形的旋转磁场，从而形成电磁转矩，使电机得以启动。电机的启动电流IQ较大，约为额定值的68倍；而启动转矩较小，一般为额定转矩MN的1.42.0倍。由于这种启动方式简单、成本低、工作可靠等优点，而在200升以下的家用电冰

6、箱中获得广泛的采用。一般只用于输出功率在130W以下的全封闭式制冷压缩机上。图1-1压缩机绕组 图1-2 电阻分相启动2电容分相启动式（CSIR方式）原理线路如图1-3所示，在启动绕组支路中串接一个大容量的启动电容器CS，只要选用合适的电容量，使启动支路呈现为容性支路，且使流过两绕组的电流在相位上相差90o，这将在定、转子空气隙中形成一个圆形的旋转磁场，作用在转子上会产生一个较大的启动转矩使电机启动。当电机启动完毕后，CS连同启动绕组一起从电路中切除。加CS的目的显然是为了增大压缩电机的启动转矩和减小启动电流。根据不同的要求，所配置的电容器容量约为30uf100uf之间，耐压为D.C 450V

7、以上的无极性油浸式电容器，如CBB61。采用CSIR方式启动时，IQ=（56）IN，MQ=（23.5）MN，故此启动方式常用于对启动转矩要求较大的冰箱、冷水箱、商用冷芷冷冻箱压缩电机的启动，输出功率约为100300W左右。图1-3 电容分相启动 图1- 4 电容启动电容运行3电容启动电容运行式（CSR方式）原理线路如图1- 4所示，这种方式除了在启动绕组中串接一只受启动开关K控制的启动电容器CS外，还固定接有一只小容量的运行电容器CR（CR= 23uf/450V）。加CR的目的是为了改善电路的功率因数，减小线路电流，降低电能的损耗（由图1-4可见，运行电流将由ICM降为I），并使电机的运行能力

8、，过载能力均有所改善。本启动方式常用于180W1500W大型商用冰箱，冷水器、制冷机压缩电机的启动。4电容运行式（PSC方式）原理线路如图1-5所示，这种启动方式常用于家用房间空调器压缩电机和风扇电机的启动，在启动支路中串有一个固定的电容器CR，无需启动开关，在启动时，启动与运行两个绕组均工作，使电机有较好的运行性能。图1-5 电容运行 图1-6 人工启动5人工启动，按图1-6所示接线。先断开电源开关K，从压缩机的S端引出一根护套电线,在操作电源开关K闭合瞬间，手拿此导线的另一端碰一下压缩机的M端，就可使电机启动。人工启动法主要是检查压缩机是否出现卡缸或抱轴等机械故障。三、启动器在前述的RSI

9、R、CSIR和CSR三种启动方式中，都必须在启动绕组支路中接入一个启动开关K，当电机启动时将其闭合，启动完毕后应及时将其断开，以切除电机的启动绕组或启动电容器。显然这一开关无法用人工来操作而必须用一种名为启动器的自动开关来实现。最初的电冰箱是采用簧片拍合式启动器，而今已淘汰。当今常用的启动器有两种：一为重锤式电流启动继电器，二是PTC启动器。1重锤式电流启动继电器图1-7 重锤式电流启动继电器的外形、符号、线路、启动曲线它是由一个电流励磁线圈1和一副动合（常开）触点2构成，电流线圈应与压缩机的运行绕组CM串接，动合触点应与压缩电机的启动绕组CS串接。表征该启动器工作特性的两个指标是最小吸合电流

10、IA和最大释放电流IB，且IAIB。对于RSIR方式启动，启动过程分析如下：一旦接通220V交流电源，则有很大的启动电流IQ（=68IN）流过压缩电机的运行绕组和启动器的电流线圈，当电流上升到电流启动继电器的最小吸合电流IA时，触点吸合，接通启动绕组，在电机定、转子之间形成旋转磁场，并产生启动转矩使电机启动。随电机转速的上升，运行绕组中的电流很快下降，当转速达到额定值的80%左右时，流过运行绕组的电流下降到继电器最大释放电流IB时，继电器的吸力不足以克服重锤本身的重量，使重锤自由跌落，断开触点，从而切断了启动绕组，使压缩电机运行在正常的额定工作电流IN状态，启动完毕。整个启动过程时间约为13秒

11、。这种启动器实际上是一个电磁开关，其最大的缺点是有触点：触点吸合时发生噪声；触点断开时在触点的断开处要产生火花，时间一长会使触点烧毛而造成接触不良或触点脱落；在触点断开瞬间还会对无线电通信设备产生干扰。2PTC启动器PTC是英文positive (正) temperature(温度)coefficient(系数)三个单词第一个字母的合并，它是以酞酸钡为主要原料，掺以微量的稀土元素，采用陶瓷工艺，经高温烧结而成的具有正温度系数电阻特性的半导体器件（热敏电阻器），其外形结构、电路图符号、电阻温度特性和线路如图1-8所示。图1-8 PTC启动器外形、符号、特性曲线及线路图1） PTC的特性PTC具有

12、正温度系数电阻特性，随温度升高阻值增大，当温度上升到其居里点温度110以上时，它的阻值会有成千倍的增大，即在常温（110以下）下呈现低阻导通（通常为几十欧姆）状态，在高温（居里点温度以上）时呈现高阻（通常为几十千欧姆）“断开”状态，可见PTC元件具有“温度开关”特性，此特性正好符合压缩机分相启动的要求。2） 接线方法及其启动过程分析如图1-8所示，在线路中，令PTC元件与压缩电机的启动绕组CS相串接。采用PTC元件启动的先决条件是必须在常温下，PTC呈低阻态。在通电启动瞬间，电机的启动与运行绕组同时流过很大的启动电流，在定、转子的气隙间产生旋转磁场，使电机启动，由于大电流流过PTC元件，在零点

13、几秒的时间内可使PTC元件的温度迅速升高达150左右，使PTC呈高阻态。这就使流过启动绕组的电流大大减小，致使启动绕组相当于断路状态，此时流过PTC元件的电流约为1015mA，并以此维持PTC元件一直处于高温高阻状态，启动完毕。3） 使用特点：使用PTC启动的电冰箱要防止频繁启动。这是因为在压缩机进行制冷运转时，PTC元件一直处于高温高阻状态，如果在断电后马上又接通电源，PTC元件在断电后由于热惯性的存在而未能下降到居里点温度（110）以下，而仍保持在高阻态，压缩机的启动支路不能流过足够的启动电流，无法形成旋转磁场使电机启动，而很大的启动电流却一直流过运行绕组，这就有可能烧坏运行绕组。因此使用

14、PTC启动的电冰箱在断电后，至少要相隔三分钟，待PTC元件冷却到居里点温度以下，使之恢复为低阻态时，方可进行第二次启动。使用PTC元件启动的最大优点是它是一种无触点的开关，是利用了PTC的温度开关特性，在启动运行时无噪声、无磨损、无火花、高可靠、长寿命，且与压缩机有较宽的匹配范围，一般应选与压缩机的功率相匹配，故常以与其相匹配的压缩机功率(如1/8Hp)作为它的规格，标记在外壳上。目前国产PTC元件的主要技术指标如下：在25室温下的阻值一般为154730%，冰箱常用的是22和33。瓷片耐压300V，最大承受电流为7A，最大工作电流20mA，启动时间约为0.11.5S。四、压缩机的保护1冰箱压缩

15、电机需要哪些保护由于压缩机在连续运行时，电机定子绕组、铁心的温度可达100110，压缩机活塞对制冷压缩机所产生的压缩热也可达100，这些热量将通过压缩机的外壳向周围空气中散发。在夏天其外壳的温度可达100以上。这将加速绕组绝缘的老化，缩短压缩机的使用寿命。但冰箱压缩机是断续工作的，它受温控器的控制，因此在正常制冷运行过程中，温升不会超过也不允许超过绝缘材料所允许的最高温升，其外壳温度约在55左右。但若温控器失灵或安装不当，或其它使用不当等原因，都有可能导致压缩机长时间连续运转。致使其温升超过所规定的允许范围，因此需要有过温升保护装置，这是其一。其二，当由于某种原因，如启动支路发生开路或压缩机发

16、生了卡缸、抱轴等到机械故障时，致使通电后压缩机无法启动运转，这时有很大的启动电流流过压缩机的运行绕组，使绕组很快发热，直到冒烟烧坏运行绕组， 如遇此情况，就需要有一个过电流保护装置。2碟形过电流过温升保护继电器，其结构、电路符号及接线如图1-9所示。 图1-9 碟形过电流过温升保护继电器结构 图1-10 保护电路的连接它是将一碟形双金属片、一对动断（常闭）触点和一段0.61.2左右的镍络电阻丝一起组装在一个耐高温的酚醛塑料制成的小圆壳内。引出两个接线头，串接在压缩机电路中。安装时，将它的开口端紧压在压缩机的外壳表面，以便感受压缩机的温升。它在冰箱电气线路中的接线如图1-10所示。是与压缩机串接

17、在一起接通电源。接通电源后，如压缩电机流过很大的启动电流，在13S时间内就能启动完毕，电流很快下降到额定电流。电流虽大但时间过短，不足以使双金属片受热变形上翘弯曲，但若接通电源后，压缩机不能正常启动，过大的电流较长时间地流过电阻丝，在几秒内就可使0.61.2左右的电阻丝加热到火红色的高温，并直接对碟形双金属片强烈加热，加热到一定温度后，双金属片即变形，迅速向上弯曲翻转，使动触点与静触点分离（如图1-9虚线所示），切断电路。通常要求在615秒内必须动作，这就是过电流的保护功能。如果由于各种原因使压缩机长走不停或过载，使压缩机机壳温度达到100 以上，即使工作电流正常，双金属片的温度也会随机壳温度

18、升高而增高，最终亦导致动、静触点的分离，切断电路，这就是过温升的保护功能。所以说这表1-1 重锤式电流启动继电器和碟形过电流过温升保护继电器技术参数压缩机电机功率HP(英制马力)启动继电器过电流过温升保护继电器最小吸合电流（A）最大释放电流（）无电流时断开温度（）当90时断开电流（A）复位温度（）过载断开电流（A）延时特 性1/12200160100110090708452025时断开前延时时间为114S1/1025020011512513070845301/831525010011013070846401/637530010011013070846401/5RSIR4753751151252

19、4270848701/5CSIR4253351151251967084701/4RSIR53542511512524270848701/4CSIR47537511512524270848701/3RSIR600475115125282708410001/3CSIR53042511512528270841000表1-2 电冰箱用过电流过温升保护继电器规格压缩机功率（HP）压缩机型号保护继电器型号断开温度()闭合温度()断开电流(A)(25)断开电流(A)(90)1/12B5A15MRP410H309112057894711.31/10B8A10MRP419HR3091135592942111.3

20、51/8FN43Q88GMRA98837-901110561531.75(70）1/6B10A19MRP379H30911205789551.31.571/5B12A12MRP349H30911205789671.351.851/5B12A14（风冷）MRP61HMN30911205699882.93.65(70)1/4B16A13MRP61HM30911205619751.82.31/4B19A11(风冷油冷)MRP40AM30911205789102.53.5种保护器具有过电流和过温升双重保护功能。保护器的触点分离后一般需要三分钟左右才能复位，其延时断开与复位时间制造厂在产品出厂前都已调好

21、，无需用户进行调整。这种碟形过电流过温升保护继电器常与重锤式电流启动继电器或PTC启动继电器配合使用，在结构上将启动器和保护器组装在一起套在一个塑壳里，直接插在压缩机的三根引出线上。这种组装式启动保护继电器具有结构简单、安装方便、性能可靠、体积小等优点而得到广泛使用。3内埋式热过载保护继电器如图1-11所示，它只是一个双金属片，装在压缩电机的运行绕组旁，直接感受运行绕组温度的变化。当绕组由于某种原因温度升高，超过允许值或产生过电流温升时，双金属片发生变形，触点断开，切断电动机电路，从而保护了电动机。这种保护器的优点是：直接感受电动机绕组的温度变化，灵敏可靠，缺点是直接装在绕组旁，在压缩机封焊后

22、，如保护器发生故障不便于更换。图1-11 内埋式热过载保护继电器第二节 温度控制与温控器一、概述：1温控的目的：使冰箱内蒸发器表面的温度始终保持在某一预定的范围内变化。2控温方式：可设计成三种方式：一种方式是调节制冷系统制冷量的大小；二是控制压缩机的开停间隙时间，开的时间长，制冷时间延长，箱温可降得低些；三是调节压缩电机的转速，调高转速可加大制冷能力，箱温降得低些。由于冰箱是采用毛细管降压的，其制冷量是不可调节的，故无法采用第一种方式，当然也可以设计成类似于大型冷冻箱，小型冷库中采用的膨胀阀那样来调节制冷量，但成本高，可靠性低。第二种方法是目前冰箱中广泛采用的，用温控器实现对压缩机开停的控制，

23、以达到控温的目的。第三种方法是最理想的方法，它不是控制压缩机的开停，而是控制压缩机电源的频率来控制压缩机的转速，既可节电又能延长压缩电机的使用寿命，这就是正在发展中的调频冰箱，这将是冰箱温控的发展方向。以下将以第二种方法展开。3 温控过程：温控过程方框图如图2-1所示。图2-1 温控过程方框图将感温元件紧贴在冰箱蒸发器的表面，使其时刻感受冰箱内蒸发器表面温度的变化，当箱内温度变化偏离预定范围时，感温元件接受温度的信息，进而将其转化为开关触点的动作，从而控制压缩机的开停，使制冷循环或断或续地进行，达到控制箱内温度的目的。框图中的感温元件和快跳开关触点构成一个控温部件，称之谓温度控制器，简称为温控

24、器。温控器分机械式和电子式两大类，机械式又称为蒸汽压力式。可见温控器的功能和作用就是直接控制压缩机正常运行过程中的开与停，间接地达到控制箱内的温度。4 感温元件：常用的感温元件有感温囊和NTC元件（是一个具有负温度系数电阻特性的热敏电阻器），分别适用于机械类蒸汽压力式温控器和电子式温控器中。二、蒸汽压力式（又称感温囊式）温控器结构与工作原理1感温元件感温囊。其结构如图2-2所示，有纹管式和膜盒式两种，它们都是由感温管、感温腔和充以感温剂所组成的一个全封闭的腔体。只要感温管不发生断裂或泄漏就可以长期使用，所充的感温剂通常是氯甲烷CH3CL或氟里昂R12，在室温下腔内的压力可达5Kg以上。 （a）

25、波纹管式 （b）膜盒式图2-2 感温囊的结构在使用中，对于直冷式冰箱，应将感温管的尾部紧紧地贴在蒸发器出口附近的表面上；对于间冷式冰箱，将要感温管的尾部置于冷冻室循环风的进口处。当箱内温度变化时，将会引起感温腔内感温剂压力的变化，从而感温囊的传动膜产生左右微小的位移，即感温腔起着将温度的变化转换为传动膜的机械位移，起到了温度传感器的作用。2温控器的结构及其控温原理温控器的结构原理如图2-3所示。图中触点1、2处于断开位置时，压缩机停止运转。这时蒸发器的温度随时间而逐渐升高，感温腔内感温剂的饱和压力也随之增高，致使感温腔传动膜片克服主弹簧拉力而向左移动，到达一定位置时（相当于一定的蒸发器表面温度

26、），通过传动杠杆，推动快跳活动触点2，使之与静触点1闭合，接通压缩电机回路，压缩电机开始启动运行，制冷系统恢复工作。之后，蒸发器表面温度逐渐下降，感温腔内感温剂的饱和压力随之下降，在主弹簧拉力的作用下，传动膜片向右移动，达到一定位置时，快跳活动触点与静触点分离，压缩机再次停止运行。上述过程交替进行，使压缩机断续运行，便可使冰箱内的温度控制在一定的范围内变化。图2-3 蒸汽压力式温控器的结构原理图3温度调节原理1）温度高低的调节：旋动温控器的温度调节旋柄（即改变凸轮的位置），改变主弹簧的拉力，即可改变作用在传动膜上的压力，如将凸轮逆时针旋至一定位置，主弹簧拉力增大，这时只有当蒸发器表面温度升到较

27、高的温度，才能克服增大了的弹簧拉力，以推动触点闭合，即冰箱内的温度调高了，反之亦然。2）最低温度的调节：如将凸轮旋柄至图示的极限位置，然后调节最低温度调节螺钉，以改变主弹簧的初拉力，使最低温度满足规定的要求。在温控器制造时最低温度已调定，并用漆封死螺钉5，用户不可随意调节。3）开停温差的调节：温差调节螺钉3是用以调节动、静触点之间的距离，从而改变温控器的开停温度之差。同样，该温差在温控器出厂时已调定。一般为515（对应于箱内开停温差约为23），并采用漆封死螺钉3。显然温差太小，压缩机开、停的次数会增加，甚至频繁启动；温差太小会影响冷藏冷冻食品的存放期。三、温控器的类型及其温控特性1温控器型号的

28、命名产品用途代号系列：P为普通型、S为按钮式半自动化霜型、D为定温复位型、M为温感风门型。2温控器类型1） WPF系列普通型温控器用于间冷式冷冻室温度的控制。这类温控器的外型、线路符号、温控特性及在线路中的接线如图2-4所示。 图2-4 WPF普通型温控器技术指标：设计温度范围：-35+15；温度调节范围：最大25；开停温差511。开、停机的温度都在零度以下。如WPF22501，表示冷点的停机温度为零下22，开机温度控制在零下17（设温差为5）。外型结构特点：有可调温的旋柄，电气上有两个引出线端子。在线路中温控触点L-C与压缩电机My串接。2）WSF系列按钮式半自动化霜型温控器用于直冷式单门冰

29、箱它是在WPF型的结构基础上增加了一个化霜结构。在外形上多了一个化霜按键，其外型结构、线路符号、温控特性及在线路中的接线如图2-5所示。 图2-5 WSF系列按钮式半自动化霜型温控器在需要化霜时，按下化霜键，可断开压缩机，停止制冷，进入化霜工作状态。当化霜完毕能自动跳起按键，自动复位到原设定的温控制冷状态，具有半自动化霜的功能，常用于直冷式单门冰箱的控温，它的化霜（DEF）线是一条与横轴平行的直线，即不管温度设定在何处，开、停点温度也都在零度以下，但化霜终了恢复制冷工作的温度则一律在零上310范围内，通常规定在+5。这类温控器从外观看也只引出两根引线，但有一个红色按键位于旋柄的顶部，在电冰箱线

30、路中的接法与WPF型相同，与压缩电机串接。3）WDF系列定温复位型温控器这类温控器的外型、线路符号、温控特性曲线及在线路中的接线如图2-6所示。它有H、L、C三个引出端，H-L为手动强制开关，L-C为温控开关，与前两类温控器一样，在常温下闭合，只有当温度降低到调温凸轮所设定的温度值时才断开。由温控曲线可知，不管设在何档温度，停点的温度都在零度以下，但开点的温度在零度以上并恒定不变（约+3+6，这与前两类温控特性有很大区别），故称之为定（或恒）温复位型。这类温控器只适用于直冷式双门冰箱，且温控器装在冷藏室，其感温管的尾部应紧贴在冷藏室蒸发器的表面。当压缩机开启制冷时，箱内温度开始下降，蒸发器表面

31、温度很快下降到零图2-6 WDF系列定温复位型温控器度以下，直至凸轮所设定的位置时，触点L-C断开，压缩机停转，箱内温度回升，一直上升到零上+5左右（冷藏室的温度一般控制在15之间），能自动闭合温控开关L-C，开机恢复制冷状态。如WDF20型温控器，其冷点的停机温度为-20，开机温度为+5，开停点的温差较大。4） WMF系列温感风门型温控器这类温控器是用于间冷式双门双温冰箱，对冷藏室内的温度进行控制，它不象前三类那样直接用于控制压缩机的开停，而是用以控制通向冷藏室风门的开度，它没有电气部分，即没有触点，因此在电路中无法反应出来。三、电子式温控器（请参阅有关资料） 第三节 化霜与化霜控制一、概述

32、1霜的来源：冰箱存放的食品中含有水分，制冰时冰盒中盛有水，水在任何温度下都会蒸发，所以冰箱内总含有水蒸气；此外，冰箱开门时，箱外的湿热空气会涌入箱内，在冰箱运行制冷一段时间后，箱内温度下降，当箱内空气温度降到了空气的露点温度以下时，空气中所含的水蒸汽达到饱和，并会凝结在温度低于0的蒸发器表面，逐渐形成霜。2蒸发器表面凝结霜层的多少和厚薄与冰箱内空气的湿度、温度以及开门的次数有关。当冰箱内空气温度越低，相对湿度越大，开门次数越频繁且持续时间越长，则蒸发器表面凝结的霜层也越厚。3霜的传热性能很差，它是热的不良导体，其导体系数只有0.5千卡/米小时，而紫铜是320千卡/米小时，铝为175千卡/米小时

33、。铜与铝是热的良导体，故蒸发器的壳体、管路用铝或铜制成。如果蒸发器表面结了厚霜，热阻大增，阻碍了蒸发器冷量的传递，使其吸热性能大大降低。导致制冷量下降，制冷系统的制冷效果下降，压缩机运行时间延长，甚至长走不停，耗电量增加，且箱内的温度也不能得到正常地下降。当蒸发器表面凝霜厚达10mm时，传热效率要下降30%以上，在间冷式冰箱中结霜还会增加循环风的阻力，减少风量，降低制冷能力。总之，霜层过厚是不利的。当霜层厚达5mm左右时，就应及时进行除霜。二、化霜方法化霜是指清除蒸发器表面的霜层，故又称除霜，针对不同类型的电冰箱，宜采用不同的除霜方法，大体上可分为自然化霜和强制除霜两大类。1自然化霜，这种方法

34、仅适用于直冷式电冰箱，化霜过程不外加任何热源，全靠温度自然回升到0以上进行化霜的，其特点是化霜过程太长。1） 人工化霜（手动开始，手动结束）又称为手动化霜当发现蒸发器表面凝霜厚达5mm左右时，用手旋动温控器调节旋钮，使其转至停（OFF）的位置上，或拨下电源线插头，使压缩机停转。此后箱内温度逐渐回升至零度以上，使凝霜自然融化。凝霜化完后，要及时地将温控开关复位到原设定的温度或重新插上电源线插头，使压缩机重新进入制冷、凝霜过程。此法虽简单、省电，但很不方便，一旦忘了人为恢复，将使箱温回升过高而影响物品的贮存和保鲜度。人工化霜常用于直冷式双门冰箱对冷冻式蒸发器的化霜，它是借助于WDF温控器的手动强制

35、开关H-L，将温控器的旋柄逆时针旋转到底，强制断开H-L触点，使压缩机停转。化霜完毕，必须人工复位H-L开关，并重新将温控器旋回到原温度设定的位置。2） 半自动化霜（手动开始，自动结束）采用WSF型温控器实现半自动化霜，是国内、外直冷式单门电冰箱应用最为广泛的化霜方式。由于开始化霜时需要人工操作化霜按键，而化霜完了时能自动恢复制冷，所以称它为半自动化霜。因这类温控器即可实现自动温控，又可实现半自动化霜，故又称它为化霜复合型温控器。3） 自动化霜（自动开始，自动结束）采用WDF定温复位型温控器，实现对直冷式双门冰箱冷藏室蒸发器表面的化霜。将温控器的感温管尾部紧贴在冷藏室蒸发器的表面，当压缩机运行

36、制冷时，箱内温度下降，上下两个蒸发器表面开始逐渐凝霜，当箱温降到温控器所设定的温度时，压缩机停转，箱内温度开始回升，当冷藏室温度回升到5左右时，冷藏室蒸发器表面的霜已全部融化，温控器触点L-C自动闭合，恢复制冷状态。由此可见，每当压缩机在温控器的控制下停转一次，冷藏室蒸发器表面的霜就会全部融化一次，故又称WDF型温控器为自动化霜型温控器。2 强制除霜这种化霜方式不是靠箱内温度自然回升到0以上进行化霜，而是使用外加热源强使蒸发器表面的温度快速升高，达到融霜目的，显然强制除霜可大大缩短整个融霜时间，对食品等的存贮不会带来很大的影响。强制除霜通常有高热制冷剂除霜和电热除霜两大类，其控制方法也有手动、

37、半自劝、全自动的。目前间冷式冰箱（又称无霜冰箱），广泛采用全自动电热除霜方式，整个融霜过程无需人工参与，就能按一定的时间间隔通断布在蒸发器周围的电热丝或电热管，自动、快速地完成除霜过程。1） 线路基本组成：如图3-1所示。 图3-1 全自动化霜线路 图3-2 定时化霜时间继电器外形及内部减速器与凸轮在温控器2与压缩电机组3之间加入除霜电路，除霜电路是由定时化霜时间继电器1、化霜电热丝4(约150W)、化霜温控器5和温度保险丝6等所组成。a定时化霜时间继电器：结构与电路符号如图3-2所示。它有一个凸轮机构，由微型同步电动机Md经多级盘片齿轮减速后驱动，凸轮的结构确定了制冷与化霜的时间间隔，一般要

38、求制冷时间达八小时后化霜一次，故控制凸轮每转一周为八个小时，即当同步电机Md累积运转达8小时，凸轮控制开关触点CB断开，切断压缩电机的电源，而接通触点CD，即接通了化霜电热丝的支路，进入化霜期。定时化霜时间继电器的功能是用于控制进入化霜的时刻和制冷与化霜的循环周期。当需要提前化霜或不按自动化霜周期化霜时，可将其转轴顺时针旋转一个角度，使触点提前到达或者跳过化霜位置即可。b化霜温控器：电路符号及实物外形如图3-3所示。 图3-3 化霜温控器 图3-4化霜温度保险丝它是一个形似碟形的双金属片，是用于控制化霜的时间。其双金属片变形跳开的温度为+13.5，复位闭合温度为-5，正是此技术指标，才使其成为

39、全自动化霜的关键器件。C蒸发器除霜加热电热丝（管）：加热电热丝是一种封装在镀镍钢管中的电热丝（功率一般为120W左右），沿着蒸发器的管路布置；另一种是用电热管，面对翅片盘管式蒸发器直接加热。d化霜温度保险丝：如图3-4所示。 它与化霜温控器一样紧紧地卡装在无霜冰箱翅片盘管式蒸发器的表面，使它也时刻感受蒸发器表面的温度变化。当感受到的温度达到76左右，温度保险丝自行熔断。它是一次性使用器件，当故障排除后应更换一个新的。另一种是采用居里点温度为65左右的PTC元件，它也可起到保护作用，它是可以重复使用的。2）线路分析设图3-1中的触点位置为一次化霜终了，触点CB刚刚接通压缩机My电路，Md和My同

40、步运转。图中可见，Md与化霜电热丝4是串接在一条支路上（此时是否说冰箱一边制冷又同时化霜呢！这不矛盾吗？），由于Md的阻抗为7055，是加热电热丝阻抗（约320）的21倍，因此加到加热器上的电压仅为电源电压的1/22，产生的热量甚微，而Md基本上承受着正常的运行电压，当Md与My同步运转到调定的化霜时间间隔时，定时化霜时间继电器的动触点CB断开压缩电机，并接通双金属化霜温控器5和和化霜电热丝4的支路，由于5的电阻可忽略不计，故此时Md被化霜温控器所短接，Md停止运转并中止计时。此时电源电压全加到了化霜电热丝上，实现了强制电热除霜。当蒸发器表面凝霜全部融化后，蒸发器表面的温度将继续上升，当达到双

41、金属化霜温控器5的跳开温度（一般为+13.5）时，其触点跳开，停止加热，同时使Md恢复运转。约经数分钟，凸轮再沿逆时针方向转过一个很小的角度后便断开触点CD，接通触点CB，再次接通My，开始下一个制冷化霜循环的运转周期。此后蒸发器表面温度很快下降，直到5的复位温度-5时，化霜温控器的触点再次闭合，为下一个化霜时刻的到来做好准备。如此周而复始，实现了全自动除霜的目的，化霜所需的时间将随蒸发器表面凝霜的厚薄而自动调节。冰箱运行于化霜阶段，当某种原因致使化霜温控器的触点发生黏连时。即在化霜完了，蒸发器表面的温度超过了+13.5后触点无法跳开，这将使蒸发器继续被加热，当温度达到某一定温度时（一般在65

42、76之间），化霜温度保险丝6熔断，防止了因温度继续升高至使蒸发器管路发生爆裂的严重损坏。第四节 风扇、照明电路间冷式双门双温电冰箱，冷冻室装有一只风扇电机Mf，用作箱内空气的强制对流，使降温后的冷空气沿规定的路径分配给冷冻室和冷藏室。风扇电机要受四道开关（K1、K2、WPF、CB）的控制。风扇只有在大、小两个门都关上，且压缩机运行（温控开关LC闭合，化霜定时继电器触点CB闭合）时才运转。任何一个开关打开，风扇必须停转，以减少箱内冷气的外流，或使热量带入冷冻和冷藏室。照明灯是为冷藏室存取物品时作照明用，只受冷藏室大门的控制，通过大门门触开关控制门开灯亮，关门熄灯。在实际应用中，大小门开关是一个组

43、装一体的复合门触开关，冷冻室门开关是一个常开触点，只控制风门的开停，冷藏室门开关是一个复合开关，即常闭触点与照明灯串接，常开触点与风扇支路串接。此开关的两种状态分别控制照明灯与风扇电机的运行状态，线路图及实物外形如图4-1所示。式主义 图4-1 复合门触开关、照明和风扇实物外形及其控制电路第五节 电冰箱典型电路分析一、直冷式单门电冰箱典型线路图5-1 直冷式单门电冰箱典型线路1启动方式：RSIR方式2启动器：可用PTC启动器或重锤式电流启动继电器。3保护器：采用过电流过温升保护继电器。4温控器：采用WSF型温控器，控制冷冻室内蒸发器表面的温度。5化霜方式：按下WSF温控器的化霜按键，实现半自动

44、自然化霜。6照明：采用10W、220V的冰箱照明灯，由门触开关（常闭）控制。7启动过程分析，详见第一章第一节三.1.和2.2)。二、 直冷式双门电冰箱典型电路图5-2 直冷式双门电冰箱典型电路压缩机的启动与保护与直冷式单门冰箱的一样，所不同的是：1温控：温控的对象不同，它是控制冷藏室蒸发器表面的温度，故用WDF定温复位型温控器，装在冷藏室，其感温管应紧贴在下蒸发器的表面，根据WDF的温控曲线可知，它必须在环境温度高于+5时，才能使温控开关L-C闭合。若在冬天，周围环境低于5以下，则无法开启压缩机，为此必须设置一个电热丝DR1（装在冷藏室靠近温控器感温管尾部附近，约20W左右）对温控器感温管加热

45、，以补偿由于周围环境温度过低不能使温控开关闭合之缺陷，故又称其为补偿电热丝，但过了冬天则无此必要，故又加了一个补偿开关KB（又称冬用开关）。2化霜：1）上蒸发器采用人工自然化霜，需要化霜时只要断开温控器WDF的强制手动开关H-L即可。待冷冻室化霜完了，应及时将温控器复位至所设定的温度位置。2） 下蒸发器利用WDF 温控开关L-C的温控特性，实现自动自然化霜。3） 防露：对一些性能较好的直冷式双门冰箱，门框的防露不是采用防露管而是在门框的四周布一圈电热丝DR2，以防天气潮热时在门框周围出现结露现象。但到了冬天，天气干燥，为了节电而加了一个节电开关Kj（又称夏用开关）。三、间冷式双门双温无霜电冰箱

46、典型线路图5-3 间冷式双门双温无霜电冰箱典型线路1冷藏室照明灯 2冷藏室门触开关 3风扇电机 4冷冻室门触开关5接水盘出水管电热丝 6门框防露电热丝 7节电开关 8温控器9定时化霜时间继电器 10化霜温控器 11、12化霜加热丝 13温度保险丝14组合式启动式 15压缩机 16启动电容器各部分元器件的作用和工作原理自行分析。第六节 电冰箱的主要电气故障分析一、压缩机不运转、无异常声音、无电流（第一类电气故障）1电源发生故障：1）保险丝烧断 ；2）电源插头接触不良； 3）连接线松断。可用万用表交流电压250V档进行电压测量，找出故障点。2温控器接触点接触不良、感温管断裂造成感温囊内感温剂泄漏。

47、用万用表电阻档测量触点是否开路，可用热棉纱给感温管微微加热，检测触点能否闭合。3压缩机运行绕组开路断电、拆下启动继电器，用万用表R1档测量运行绕组MC的阻值，一般在822欧姆左右，若测得无穷大，说明该绕组已开路。4保护继电器故障检查触点接触是否良好（接触电阻应为0），热元件电阻约为0.61.2左右，若为无穷大时，视为触点脱落或接触不良。5启动继电器电流线圈开路重锤电流线圈的电阻应为12左右为正常，若测得无穷大则判为开路。6其它连接导线开路二、压缩机不运转，有嗡嗡地异常声音，随后过流保护动作（第二类电气故障）可通过测电流法进行判断：在冰箱的电源电路中串入满量程为010A的交流电流表，启动瞬间电流

48、表指示值应大大于工作电流，出现冲击偏转，随着压缩机的启动，电流即刻下降到额定工作电流。若测得电流为0，属于前述的第一类故障。若测得电流始终大于工作电流的数倍，随后过流保护器动作，并听到压缩机发出嗡嗡声，则判为第二类电气故障，其故障的主要原因有：1电压过低电源电压低于180V以下，因启动电流小于继电器的最小吸合电流，导致触点无法吸合。2启动绕组开路或部分短路若测得电阻值为无穷大，则判为开路；若小小于正常值则判为绕组间短路。3启动支路其它故障重锤触点接触不良或脱落；启动电容开路、短路或容量不足；PTC启动器损坏。4压缩机发生“转子抱轴”或运动部件发生“卡死”等机械故障，此类故障可采用人工启动法进行

49、判别。三、漏电主要是由于压缩机绕组绝缘性能下降所造成漏电分轻微漏电和严重漏电。轻微漏电是由于空气湿度大，接线柱或者其周围有油迹或导电灰尘的污染致使绝缘性能下降（低于2M）。通过清除、干燥即可恢复绝缘性能。严重故障通常是压缩机内部绕组绝缘老化、碰壳等造成，则必须更换压缩机。第二部分 实验内容实验一 电冰霜电气线路器件的认识和性能测试一、实验目的1认识直冷式和间冷式电冰箱常用的电气器件。2掌握压缩机三个引出端的判别方法。3掌握判别元器件好坏的方法。二、实验设备1THDP-1型电冰箱电气控制线路实验箱；2万用表（用户自备）；3兆欧表（用户自备）。三、原理说明详见第一部分的相关内容。四、实验内容与步骤

50、1认识实验箱上各器件的外形结构特点，分别列写直冷单门、直冷双门、间冷式冰箱所用的电气器件名称、型号与规格。2压缩机绕组的测试,判别三个引脚，并记录结果。用万用表R1档，经校零后，测量压缩机三个引脚两两之间的电阻值，并记录之 R12= ；R13= ； R23= 。结论：1为 端，2为 端，3为 端。 3压缩机绝缘电阻的测量1）先检查兆欧表本身的好坏兆欧表的指针是随机停留的，不像其它仪表指在零位。将兆欧表的两个锷鱼夹相互短接，然后沿顺时针方向轻轻地摇一下手柄，看指针是否指零，否则无法使用。2）将兆欧表的两个锷鱼夹分别夹持到压缩机三个引脚的任意脚和外壳之间，然后一边以120rpm的速度均匀摇动手柄，

51、一边观察指针稳定停留的位置，并及时读取数值，并记录之。4过电流过温升保护器的测试用万用表的R1档，经校零后测量保护器两个引出端之间的电阻R，应在0.61.2左右。若R为零，则已短路；R为无穷大，则已开路，都视为损坏。也可在教师的指导下，点燃打火机，对单独的该元件双金属片进行加热试验（具有破坏性），观察双金属片的动作情况。5PTC启动器的测试用万用表的R1档，经校零后测量PTC两端的电阻，应大致符合所标定的阻值，若偏离甚远，则视为损坏。6重锤式电流启动继电器的测试可单独提供一个起动器，先拿它上下用力晃动，可以感受到内部重锤的下下跳动；再用万用表的R1档测量两触点的通断情况，从而确定其正常的安装方

52、法；再测量电流线圈的电阻，通常应在12左右。注：在实际应用中，通常是将过电流过温升保护继电器和重锤式电流启动继电器或PTC启动器组装一起使用，两种组合式启动器的外形如图1所示。 图1 两种组合式启动器实用中还将它们封装在一个塑料壳里，直接插在压缩机的三个引线柱上。7温控器的测试（因无制冷系统无法获得低温下测试温控器的条件）通常WSF、WPF和WDF的温控触点L-C是闭合的，若测得为无穷大则可判断管路已断裂、感温剂泄漏。对WSF还可用力按下其化霜按键，两触点应断开，松手后应能自动复位闭合，否则也可判断管路断裂或感温剂泄漏。对WDF的手动开关H-L，当旋柄逆时针旋到底时应断开，顺转时可感受到L-C

53、触点的动作。8电容器的测试首先认识电容器的型号与规格，冰箱用的启动电容器和运行电容器均为交流无极性电容器，实物外形如右，它有两个指标，一是电容量，二是耐压。测量时应先将电容器两端用导体（如螺丝刀）短接一下，让其放电完毕，然后用万用表的R1K或R10K档测量电容器的两端，观察其充放电的情况，对容量较大的电容器，将有较大的充电电流，故指针有较大的偏转，甚至出现“打针”，但由于放电会使指针很快返回。若指针一开始就满偏到0，说明该电容器已短路；若无偏转停留在处，说明已开路；若返回到中途停住了，说明有较大的漏电阻，性能不好。对于大容量的电容器可将万用表切换到较小的电阻档位上进行测量，以避免出现“打针”。也可以用数字式万用表进行测试，也要先放电后测试，对不同容量的电容器也要注意量程的切换。也可以在教师的指导下，用5