课外学习项目（兼企业培训项目) 项目一家用电冰箱、冷柜电气控制系统与检修 内容提要：随着冰箱专用电路元件的开发、应用以及人们对多温区冰箱 的使用，其控制系统已变得越来越复杂。并有着同其他类型制冷装置不同的 控制特点。 本章首先介绍电冰箱专用电器元件的结构特点及应用，进一步介绍了电 冰箱的控制功能、电路构成，并了解典型微电脑电冰箱电控系统的设计思路， 同时讲述机械温控式电冰箱、冷柜的控制电路分析及检修，还重点讲解了典 型分立双循环电冰箱的微电脑控制电路，对其中的分立电路的控制原理、实 现的功能及故障检修等做了详细的介绍。这部分电路的学习配备了对应的实 验台，有助于理论与实践结合，帮助你快速理解。本章还介绍了电子温控冰 箱电路。作为提高部分，介绍了最常见的半导体冰箱控制电路。 任务一家用电冰箱专用电器元件 1.1.1电冰箱用感温头 温度传感器俗称为感温头，在家电控制中普遍作为感受特定部位温度的 传感元件，并将温度信号转换为电信号来控制系统按规定模式运行，冰箱行 业使用的温度传感器主要为直热式负温度系数(NTC)热敏电阻器：即在工 作范围内，电阻值随其阻体温度增加而减小的热敏电阻。 可以通过使用万用表等工具在特定温度下测量其电阻值，国内电冰箱行 业在电脑温控冰箱上普遍使用的NTC热敏电阻，在典型温度下的电阻值可参 考表6.1所示。 265
265 课外学习项目（兼企业培训项目） 项目一 家用电冰箱、冷柜电气控制系统与检修 内容提要：随着冰箱专用电路元件的开发、应用以及人们对多温区冰箱 的使用，其控制系统已变得越来越复杂。并有着同其他类型制冷装置不同的 控制特点。 本章首先介绍电冰箱专用电器元件的结构特点及应用，进一步介绍了电 冰箱的控制功能、电路构成，并了解典型微电脑电冰箱电控系统的设计思路， 同时讲述机械温控式电冰箱、冷柜的控制电路分析及检修，还重点讲解了典 型分立双循环电冰箱的微电脑控制电路，对其中的分立电路的控制原理、实 现的功能及故障检修等做了详细的介绍。这部分电路的学习配备了对应的实 验台，有助于理论与实践结合，帮助你快速理解。本章还介绍了电子温控冰 箱电路。作为提高部分，介绍了最常见的半导体冰箱控制电路。 任务一 家用电冰箱专用电器元件 1.1.1 电冰箱用感温头 温度传感器俗称为感温头，在家电控制中普遍作为感受特定部位温度的 传感元件，并将温度信号转换为电信号来控制系统按规定模式运行，冰箱行 业使用的温度传感器主要为直热式负温度系数（NTC）热敏电阻器：即在工 作范围内，电阻值随其阻体温度增加而减小的热敏电阻。 可以通过使用万用表等工具在特定温度下测量其电阻值，国内电冰箱行 业在电脑温控冰箱上普遍使用的 NTC 热敏电阻， 在典型温度下的电阻值可参 考表 6.1 所示
表6.1 典型感温头阻值与温度关系 温度 电阻值(k 温度 电阻值(k 温度 电阻值(k (℃) 2) (℃) 2) (℃) 2) -50 121 -7 9.3 25 2 -40 62.7 0 6.5 30 1.62 -25 25.2 5 5.06 35 1.31 -18 16.9 10 3.97 37 1.21 -15 14.3 15 3.14 40 1.07 -10 10.9 20 2.5 50 0.73 感温头使用注意事项：为感受温度点的准确，各感温头必须固定安装在 相应位置，尤其是各个蒸发器感温头必须紧贴到蒸发器上，并与蒸发器有良 好接触。 传感线及感温头部分必须密封完好，无破损、折裂，避免水分入侵造成 参数漂移。 1.1.2磁控温度开关（温度自感应开关) 图6.1磁控温度开关结构 1:干簧管：2：磁环：3：外壳：4：引线 如图6.1所示，磁控温度开关是一种温度敏感控制器件，使器具电路在 预设定的温度范围内接通或断开，它是由干簧管、铁氧体磁环组成的温度控 266
266 表 6.1 典型感温头阻值与温度关系 温度 （℃） 电阻值 （k Ω） 温度 （℃） 电阻值 （k Ω） 温度 （℃） 电阻值 （k Ω） 50 121 7 9.3 25 2 40 62.7 0 6.5 30 1.62 25 25.2 5 5.06 35 1.31 18 16.9 10 3.97 37 1.21 15 14.3 15 3.14 40 1.07 10 10.9 20 2.5 50 0.73 感温头使用注意事项：为感受温度点的准确，各感温头必须固定安装在 相应位置，尤其是各个蒸发器感温头必须紧贴到蒸发器上，并与蒸发器有良 好接触。 传感线及感温头部分必须密封完好，无破损、折裂，避免水分入侵造成 参数漂移。 1.1.2 磁控温度开关（温度自感应开关） 如图 6.1 所示，磁控温度开关是一种温度敏感控制器件，使器具电路在 预设定的温度范围内接通或断开，它是由干簧管、铁氧体磁环组成的温度控 图 6.1 磁控温度开关结构 1：干簧管；2：磁环；3：外壳；4：引线
制元件。具有控温精度高、性能稳定、可靠性高等优点。 磁控温度开关在冰箱中用于自动温度补偿，开关触点状态根据环境温度 的变化自动转换。例如当温度小于10℃时触点导通，温度大于14℃时触点断 开。 磁控温度开关的动作原理： 干簧管又称为磁簧开关，是一种密封的磁控性机械开关，磁环为一种铁 磁材料（又称铁氧体），根据电磁学原理，任何铁磁物质都有一个临界温度， 高于这个温度的铁磁性就消失。这个临界温度叫做铁磁质的居里点，磁控温 度开关中的磁环通过材料配方使其居里点在10℃~14℃。则环境温度低于10 ℃时磁环的磁性恢复，干簧管触点动作闭合，环境温度高于14℃时磁环的磁 性消失，干簧管触点断开。 1.1.3温度熔断器 温度熔断器使用在无霜冰箱的加热化霜回路中，是一种超温保护用的安 全元件，避免因为加热化霜控制回路故障导致的高温及火灾隐患。当温度达 5 6 图6.2温度熔断器 1:陶瓷绝缘2：星形触片3：热敏丸4：引线 5:外壳6：断路弹簧7：压缩弹簧 到设定温度时，它能够发生一次性动作断开电路而不能复位。在冰箱中使用 的温度熔断器的动作温度一般为72℃。其结构如图6.2所示。 工作原理：为弹簧反应式有机化合物温度熔断器。从图中可以看出，在 267
267 制元件。具有控温精度高、性能稳定、可靠性高等优点。 磁控温度开关在冰箱中用于自动温度补偿，开关触点状态根据环境温度 的变化自动转换。例如当温度小于 10℃时触点导通，温度大于 14℃时触点断 开。 磁控温度开关的动作原理： 干簧管又称为磁簧开关，是一种密封的磁控性机械开关，磁环为一种铁 磁材料（又称铁氧体），根据电磁学原理，任何铁磁物质都有一个临界温度， 高于这个温度的铁磁性就消失。这个临界温度叫做铁磁质的居里点，磁控温 度开关中的磁环通过材料配方使其居里点在 10℃~14℃。则环境温度低于 10 ℃时磁环的磁性恢复，干簧管触点动作闭合，环境温度高于 14℃时磁环的磁 性消失，干簧管触点断开。 1.1.3 温度熔断器 温度熔断器使用在无霜冰箱的加热化霜回路中，是一种超温保护用的安 全元件，避免因为加热化霜控制回路故障导致的高温及火灾隐患。当温度达 到设定温度时，它能够发生一次性动作断开电路而不能复位。在冰箱中使用 的温度熔断器的动作温度一般为 72℃。其结构如图 6.2 所示。 工作原理：为弹簧反应式有机化合物温度熔断器。从图中可以看出，在 图 6.2 温度熔断器 1：陶瓷绝缘 2：星形触片 3：热敏丸 4：引线 5：外壳 6：断路弹簧 7：压缩弹簧
动作前，引线与触电片在断路弹簧与压缩弹簧的压力下保持良好的接触，并 通过外壳构成导电通路。当温度熔断器感受到的温度超过动作温度时，感温 体（热敏丸）熔融，压缩弹簧释放，在断路弹簧推力作用下，引线与触片迅 速脱离，切断电源，起到保护作用。这种温度熔断器的感温体不会变质，稳 定性好，动作温度精度高，电流容量也较大，同时响应速度快。一旦熔断不 能恢复需要更换。使用中应注意外壳带电。 1.1.4双稳态电磁阀（二位三通电磁阀) 二位三通电磁阀用于在冰箱中通过电路切换制冷系统的走向，其结构如 图63所示，其在双循环冰箱电控系统中的工作原理见图6.4。传统二位三通 电磁阀有两个状态，即通电时一个状态，断电时为另一个状态。图6.3中的 两块磁铁安装时保持极性相对的状态，这样钢质阀芯在磁力线正对的位置被 排斥而只能保持在左或右的位置，当外部的线圈通电时，可使阀芯根据驱动 脉冲的极性克服磁铁的磁力转换到对应位置。 双稳态电磁阀通过磁保持，不通电时在两个位置均能保持稳定状态，即 平时不耗电，仅在换向时瞬时耗电，无驱动脉冲及断电后均保持原状态。所 以具有省电、线圈不发热、可靠性高等优点。 双稳态电磁阀采用脉冲驱动。电磁阀有一个进口A和两个出口B和C, 电磁阀线圈通正脉冲电流后A与B相通：电磁阀线圈通负脉冲电流后A与C 相通。在实际应用中仅在需要转变电磁阀状态时发送几个相应脉冲，其他时 候不需任何电信号进行状态保持。 不同的电磁阀厂家有不同的实施结构，有钢球密封和橡胶密封等方式， 钢球密封方式适用于各种制冷剂，但噪音较大。橡胶密封方式分为两种，分 别适用于R134a和R600a、R152a+R22、R401a、R12等。由于有橡胶缓冲， 噪音较低。在维修更换电磁阀时应注意其所适用的制冷剂，避免一段时间后 内部密封橡胶被制冷剂腐蚀造成泄漏。 268
268 动作前，引线与触电片在断路弹簧与压缩弹簧的压力下保持良好的接触，并 通过外壳构成导电通路。当温度熔断器感受到的温度超过动作温度时，感温 体（热敏丸）熔融，压缩弹簧释放，在断路弹簧推力作用下，引线与触片迅 速脱离，切断电源，起到保护作用。这种温度熔断器的感温体不会变质，稳 定性好，动作温度精度高，电流容量也较大，同时响应速度快。一旦熔断不 能恢复需要更换。使用中应注意外壳带电。 1.1.4 双稳态电磁阀（二位三通电磁阀） 二位三通电磁阀用于在冰箱中通过电路切换制冷系统的走向，其结构如 图 6.3 所示，其在双循环冰箱电控系统中的工作原理见图 6.4。传统二位三通 电磁阀有两个状态，即通电时一个状态，断电时为另一个状态。图 6.3 中的 两块磁铁安装时保持极性相对的状态，这样钢质阀芯在磁力线正对的位置被 排斥而只能保持在左或右的位置，当外部的线圈通电时，可使阀芯根据驱动 脉冲的极性克服磁铁的磁力转换到对应位置。 双稳态电磁阀通过磁保持，不通电时在两个位置均能保持稳定状态，即 平时不耗电，仅在换向时瞬时耗电，无驱动脉冲及断电后均保持原状态。所 以具有省电、线圈不发热、可靠性高等优点。 双稳态电磁阀采用脉冲驱动。电磁阀有一个进口 A 和两个出口 B 和 C， 电磁阀线圈通正脉冲电流后 A 与 B 相通； 电磁阀线圈通负脉冲电流后 A 与 C 相通。在实际应用中仅在需要转变电磁阀状态时发送几个相应脉冲，其他时 候不需任何电信号进行状态保持。 不同的电磁阀厂家有不同的实施结构，有钢球密封和橡胶密封等方式， 钢球密封方式适用于各种制冷剂，但噪音较大。橡胶密封方式分为两种，分 别适用于 R134a 和 R600a、R152a+R22、R401a、R12 等。由于有橡胶缓冲， 噪音较低。在维修更换电磁阀时应注意其所适用的制冷剂，避免一段时间后 内部密封橡胶被制冷剂腐蚀造成泄漏
密封橡胶阀芯 磁铁 线图 闵体 进口A 出口C 出口B 图6.3双稳态电磁阀结构 在多循环冰箱中也有采用双稳态截止阀作单向截止阀用的情况，可以将 以 玉脉冲h△△ KN2 负脉冲1 电谦220V50Hz 电磁阀线厦 A 线 图6.4双稳态电磁阀动作原理 其看作将上述的二位三通电磁阀的C出口封闭，即电磁阀两种状态：A与B 相通、A与B不通。 由于是脉冲驱动方式，双稳态电磁阀无法通过电测量来判断电磁阀的当 前状态。 可以通过一个二极管对交流电半波整流的方式得到驱动脉冲，通过改变 二极管半波整流极性而改变驱动脉冲的极性。在图6.4中，当按下按钮KN1 时电磁阀上产生正脉冲，驱动电磁阀管路A与B相通，当按下按钮KN2时 电磁阀上产生负脉冲，驱动电磁阀管路A与C相通。由于驱动脉冲带有极性， 269
269 在多循环冰箱中也有采用双稳态截止阀作单向截止阀用的情况，可以将 其看作将上述的二位三通电磁阀的 C 出口封闭，即电磁阀两种状态：A 与 B 相通、A 与 B 不通。 由于是脉冲驱动方式，双稳态电磁阀无法通过电测量来判断电磁阀的当 前状态。 可以通过一个二极管对交流电半波整流的方式得到驱动脉冲，通过改变 二极管半波整流极性而改变驱动脉冲的极性。在图 6.4 中，当按下按钮 KN1 时电磁阀上产生正脉冲，驱动电磁阀管路 A 与 B 相通，当按下按钮 KN2 时 电磁阀上产生负脉冲， 驱动电磁阀管路 A 与 C 相通。 由于驱动脉冲带有极性， 图 6.3 双稳态电磁阀结构 图 6.4 双稳态电磁阀动作原理
所以电磁阀线圈的两个接线端子连线互换后电磁阀的状态相应会改变。 270
270 所以电磁阀线圈的两个接线端子连线互换后电磁阀的状态相应会改变