變頻冰箱的工作原理2011-11-14 23:50:14| 分類： 原創(chuàng)|字號 訂閱 簡介：早年發(fā)表在《家電維修》雜志的文章，原文名為《變頻冰箱的工作原理》，后發(fā)表時改為《海爾變頻冰箱的制冷工作原理》，時隔多年家電制冷領域的創(chuàng)新也無逃出加工廠的宿命，現(xiàn)將原文發(fā)表時殘缺以及不足之處補充、修改，添加其控制原理的內容，通過博客發(fā)表。 關鍵詞:壓縮制冷、分立多循環(huán)、變頻制冷 2000年4月，科龍首推BCD-348WA/HP變頻冰箱，具有助動開門、制冰功能等，被業(yè)內人士譽為“最成熟、最穩(wěn)定”的冰箱。隨后，海爾推出007 系列衍生239DVC系列變頻冰箱具有控溫精確、制冷分立、多循環(huán)技術結合變頻技術的獨立控溫、節(jié)能高效等優(yōu)點。本文以科龍BCD-207B制冷系統(tǒng)為例，介 紹變頻冰箱的制冷原理以及控制原理。 一、變頻冰箱制冷系統(tǒng)組成 圖1是XX變頻冰箱制冷系統(tǒng)原理圖。全系統(tǒng)由變頻壓縮機、冷凝器、過濾器、電磁閥、毛細管、蒸發(fā)器及控制器等構成。管路系統(tǒng)中，在能夠反映制冷劑狀態(tài)的關鍵部位設置了溫度傳感器，用以檢測其溫度。在制冷工作狀態(tài)，制冷劑的工作流向如圖二、三，  制冷系統(tǒng)圖一  制冷系統(tǒng)圖二  制冷系統(tǒng)圖三  圖四 制冷系統(tǒng)圖 二、變頻冰箱控制原理分析以及框圖（僅為參考）  電源板 1．主電源電路 一般由主電源板插件輸入的AC220V交流電壓，經(jīng)保險管、壓敏電阻Zl過壓保護、過流保護、防雷擊及抗干擾后，輸出AC220V交流電壓，一路為智能控制板提供AC220V電源；另一路經(jīng)電感Ll、電容C1～C4、二極管D1～D4、高頻濾波、整流后，送到變頻控制板電路，再經(jīng)電感L2、電容El濾波后，給變頻控制電路提供約為+300V峰值電壓。 2．輔助電源電路（一般采用開關電源，而非常規(guī)電腦冰箱的三端穩(wěn)壓電路） 由智能控制板輸入的AC220V交流電壓，經(jīng)壓敏電阻RV200、電感L202、電容C202、二極管D20～D211、保險電阻Rf200、電容E201和E202過壓保護、過流保護、整流濾波、防雷擊及抗干擾電路后，輸出約為+300V峰值電壓。一路經(jīng)電阻R215—R218送到開關電源芯片腳；另一路經(jīng)開關電源變壓器B201①、②腳繞組送到大功率場效應開關管MOS200(FPQF5N60C)的D極。當開關電源芯片IC201啟動振蕩后，IC201⑤腳輸出一個開關脈沖，經(jīng)電阻R206等送到MOS200的G極，啟動開關電源。同時B201③、④腳繞組產(chǎn)生的感應電壓，經(jīng)D201、R202、E203、D205整流、濾波、穩(wěn)壓后送到IC201⑥腳，作為IC201的維持電源。開關電源啟動工作后，B201⑨腳輸出的脈沖電壓經(jīng)D202、L200、E208、E200等整流、濾波后，輸出+16V電壓，一路給冷凍室風機驅動電路供電；另一路經(jīng)R227、D206、光電耦合器IC203(PC817A)等組成的取樣反饋電路，通過IC201②腳實現(xiàn)DC/DC誤差控制功能。B201⑤腳輸出的脈沖電壓經(jīng)D207、L201、E206和E207等整流、濾波后，輸出+12V電壓，一路給電氣系統(tǒng)控制接口電路中的繼電器驅動電路、冷藏室風機驅動電路、變溫室風機驅動電路、蜂鳴器電路等供電；另一路經(jīng)R226同樣通過D206、IC203等組成的取樣反饋電路，由IC201②腳實現(xiàn)DC/DC誤差控制功能。B201⑧腳輸出的脈沖電壓經(jīng)D203、E204、E265、三端穩(wěn)壓塊IC202(MC7805CT)等整流、濾波、穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的+5V電壓，分別給智能控制板主控芯片ICl(CPU)電路、晶振電路、復位電路、溫度傳感器電路、門開關電路、驅動電路、操作顯示電路等供電。  CPU主板（示意圖）  變頻主電路（示意圖） 主控板 3．主控芯片（CPU）電路 電路見下圖，智熊控制板主控芯片ICl（MC68HC08AB32-64）(22)、(44)、(54)、(55)腳為接+5V電源端；(21)、(45)、(56)腳為接地端；(62)腳為發(fā)光二極管LED1驅動信號端口，低電平有效；(26)腳為強制開機信號端口；(39)、(40)腳分別為冷藏室溫度傳感器信號端口；(35)、(36)腳分別為冷凍室溫度傳感器信號端口；(38)腳為制冰機溫度傳感器信號端口；(37)腳為操作顯示電路環(huán)境溫度傳感器信號端口；(41)腳為變溫室溫度傳感器信號端口；③腳為復位信號輸入端口；(58)、(59)腳為晶振信號輸入端；(23)、(24)、(25)腳為電子開關SIP5轉換信號輸入端口；⑤、(15)腳為蜂鳴器信號輸出端口；(33)、(34)腳為CPU功能轉換輸入端口；(63)腳為分配器開關信號輸入端口；①、④、⑧、⑩、(12)、(64)分別為IC5和IC6控制信號輸出端口；(53)、(60)、(61)為IC8控制信號輸出端口；(42)、(43)、(46)腳為冷藏室風機控制信號輸出端口；(48)腳為冷藏室開關信號輸入端口；⑥、⑦、(16)、(17)腳為冷凍室冷凍風機和冷卻風機控制信號端口；(20)腳為冷凍室開關信號輸入端口；(30)、(31)、(32)腳為制冰機電機驅動信號輸出端口；(27)、(28)、(29)腳為制冰機開關信號輸入端口；(18)、(19)腳為操作顯示電路控制信號端口；(47)腳為冷藏室風門加熱器、變溫室風門加熱器和出冰口蓋板加熱器控制信號端口；(52)腳為變溫室操作顯示電路控制端口；(49)、(50)、(51)腳為變溫室風機控制信號輸出端口；(11)腳為變頻電路控制信號輸出端口。 4．晶振電路 電路見下圖，由主控芯片ICl(MC68HC08AB32-64)(58)、(59)腳內部電路與晶體XT1組成晶振電路，產(chǎn)生4MHz主振蕩頻率信號。 5．復位電路 電路見下圖，電路由三極管P12、電阻R88～R90、R82、電容C22等組成，主要是為主控芯片ICl(MC68HC08AB32-64)提供復位電平信號。當復位電路得到+5V電源時，電路進行比較，并給主控芯片IC1③腳提供復位電平，高電平復位。 6．蜂鳴器電路 電路見下圖，由主控芯片IC1(MC68HC08AB32-64)、三極管N15、N16、P9、電阻R79～R85、電容El、蜂鳴器BUZZ1等組成。N15、P9組成兩級放大電路，當主控芯片IC1(15)腳輸出信號為高電平時，蜂鳴器BUZZ1接通電源，此時IC1⑤腳輸出(幅度5V、頻率約為3.8kHz)脈沖信號電壓，并通過N16使蜂鳴器BUZZ1發(fā)出聲音。 該電路分為溫度傳感器電路、門開關電路、風門加熱器電路和風機控制電路。 (1)溫度傳感器電路。由電阻R30、R33、電容C3和電阻R29、R34、電容C4及溫度傳感器RT1、RT2（負溫度系數(shù)熱敏電阻）分別組成分壓取樣電路，將隨溫度電壓變化的電平值分別提供給主控芯片IC1(39)、(40)腳，與設定冷藏室溫度值進行比較，自動調節(jié)變頻壓縮機的運轉頻率，控制冷藏室的溫度在設定范圍之內。 (2)門開關電路。由電阻R31、R32、電容C2及門開關SW2組成冷藏室門開關電路，門開關控制信號送到主控芯片ICl(48)腳，進而通過電氣系統(tǒng)控制接口電路控制冷藏室照明燈及風機等的工作狀態(tài)。(3)風門加熱器電路。由主控芯片ICl(47)腳輸出控制信號，當輸出高電平時，三極管N21導通，繼電器K1得到+12V電壓吸合，同時冷藏室風門加熱器RLI得到+12V電壓加熱。(4)風機控制電路。由主控芯片ICl(42)、(43)、(46)腳輸出風機控制信號，通過三極管N8～N14、P2、P4、P6、P8、二極管D3、D6、D9、D12～D16等組成的電路來進一步控制冷藏室風機的工作狀態(tài)。 8．冷凍室接口電路 該電路分為溫度傳感器電路、門開關電路和風機控制電路。 ?。╨）溫度傳感器電路由電阻R49、R55、R50、R54及溫度傳感器RT3、RT4(負溫度系數(shù)熱敏電阻)分別組成分壓取樣電路，將隨溫度電壓變化的電平值分別提供給主控芯片ICl(36)、(35)腳，與設定冷藏室溫度值進行比較，自動調節(jié)變頻壓縮機的運轉頻率，進而控制冷凍室的溫度在設定范圍之內。 (2)門開關電路由R46、R51及門開關SW3組成冷凍室門開關電路，門開關控制信號送到主控芯片IC1(20)腳，進而通過電氣系統(tǒng)控制接口電路控制冷凍室照明燈及風機等的工作狀態(tài)。 ?。?）風機控制電路由主控芯片IC1(16)腳輸出冷卻風機控制信號，通過三極管N17、Pl0等組成的驅動電路來進一步控制冷卻風機的工作狀態(tài)。同時主控芯片IC1⑦腳為冷卻風機反饋信號輸入端，用來檢測冷卻風機的工作狀態(tài)是否正常。由主控芯片IC1(17)腳輸出冷凍風機控制信號，并通過三極管N18、PLL等組成的驅動電路來進一步控制冷凍風機的工作狀態(tài)。主控芯片IC1⑥腳為冷凍風機反饋信號輸入端，用來檢測冷凍風機的工作狀態(tài)是否正常。 9．變溫室接口電路 該電路分為溫度傳感器電路、風門加熱器電路、風機控制電路和操作顯示電路。 (1)溫度傳感器電路，由電阻R12、R17、電容Cl及溫度傳感器RT6(負溫度系數(shù)熱敏電阻)組成分壓取樣電路，將隨溫度電壓變化的電平值提供給主控芯片IC1(41)腳，與設定變溫室溫度值進行比較，自動調節(jié)變頻壓縮機的運轉頻率，進而控制變溫室的溫度在設定范圍之內。 (2)風門加熱器電路由主控芯片IC1(47)腳輸出控制信號，當輸出高電平時，三極管N21導通，繼電器Kl得到+12V電壓吸合，同時變溫室風門加熱器RL2得到+12V電壓加熱。 (3)風機控制電路由主控芯片ICl(49)、(50)、(51)腳輸出風機控制信號，通過三極管Nl～N7、Pl、P3、P5、P7、二極管Dl、D2、D4、D5、D7、D8、Dl0、Dll等組成的電路來進一步控制變溫室風機的工作狀態(tài)。 (4)操作顯示電路由主控芯片ICl(52)、(53)、(60)、(61)腳輸出操作顯示控制信號，通過8位移位寄存器IC8(CD74HC595)進行功能擴展后，完成變溫室操作顯示功能。 10．制冰機接口電路 該電路分為溫度傳感器電路、門開關電路和制冰電機控制電路。 (1)溫度傳感器電路 由電阻R65、R69、電容C17及溫度傳感器RT5(負溫度系數(shù)熱敏電阻)組成分壓取樣電路，將隨溫度電壓變化的電平值提供給主控芯片IC1(38)腳，與設定制冰機溫度值進行比較，自動調節(jié)變頻壓縮機的運轉頻率，進而控制制冰機的溫度在設定范圍之內。 (2)門開關電路 由電阻R62、R74及門開關SW4組成制冰機門開關電路，門開關(I/O)控制信號送到主控芯片ICl(29)腳，進而通過電氣系統(tǒng)控制接口電路控制制冰機的工作狀態(tài)。由電阻R63、R73及檢測開關SW5組成制冰機檢測開關電路，檢測開關控制信號送到主控芯片IC1(28)腳，進而通過電氣系統(tǒng)控制接口電路控制制冰機的工作狀態(tài)。由電阻R64、R71及停機開關SW6組成制冰機停機開關電路，停機開關控制信號送到主控芯片ICl(27)腳，進而通過電氣系統(tǒng)控制接口電路控制制冰機的工作狀態(tài)。 (3)制冰電機控制電路 電路由雙向電機驅動電路IC2(BA6238)及主控芯片ICl(MC68HC08AB32-64)等組成。驅動塊IC2為10腳單邊排列：①腳為接地端；②、③腳為制冰電機驅動端；④、⑤腳為指令輸入端；⑥腳為反相指令輸入端；⑦、⑨腳為電源端；⑩腳為驅動公共端。由主控芯片IC1(30)、(31)、(32)腳輸出制冰電機控制信號，通過驅動塊IC2(BA6238)等組成的驅動電路來進一步控制制冰電機的工作狀態(tài)。  溫度檢測電路原理圖  11．電氣系統(tǒng)控制接口電路 電路見下圖，該電路由8位移位寄存器IC5和IC6(CD74HC595)、7反相驅動器IC3和IC4(ULN2003)、繼電器K2～K15及智能 控制板主控芯片IC1(MC68HC08AB32-64)等組成。IC5和IC6①～⑦腳為控制信號輸出端；⑩腳為復位端（高電平復位）；(11)、 (12)、(14)腳為信號輸入端；⑧腳為接地端；(16)腳為電源端。IC3和IC4①～⑦腳為控制信號輸入端；⑩～(16)腳為控制信號輸出端；⑧腳 為接地端；⑨腳為電源端。其中：①腳對應(16)腳，②腳對應(15)腳，如此類推。主控芯片IC1①、④、(64)、⑧、⑩、(12)腳輸出控制信號， 分別送到8位移位寄存器IC5和IC6的(11)、(12)、(14)腳，通過IC5和IC6進行功能擴展后，由①～⑦腳輸出控制信號，分別送到IC3和 IC4①~⑦腳。當IC3和IC4對應信號輸入端為高電平時，對應輸出端為低電平，對應繼電器得電吸合，進而控制對應電氣系統(tǒng)進行工作。 顯示板 操作顯示接口電路: 鍵盤是人與機聯(lián)系的重要手段，用于向CPU輸入運行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。鍵盤電路形式分為直接編碼輸入鍵盤和矩陣鍵盤。前者接口電路簡單，一般應用于需要少量按鍵的控制系統(tǒng)。后者因占用I/O引腳數(shù)少，常被按鍵較多的控制系統(tǒng)所采用。（資料請自查） 該電路分為溫度傳感器電路、出冰口蓋板加熱器電路和操作顯示電路。 ?。?）溫度傳感器電路 由電阻R75、R78、電容C21及溫度傳感器RT7（溫度系數(shù)熱敏電阻）組成分壓取樣電路，將隨環(huán)境溫度變化的電平值提供給主控芯片IC1(37)腳進行比較，在設定電冰箱溫度值時，自動調節(jié)變頻壓縮機的運轉頻率或工作狀態(tài)。 (2)出冰口蓋板加熱器電路 由主控芯片IC1(47)腳輸出控制信號，當輸出高電平時，三極管N21導通，繼電器Kl得到+12V電壓吸合，同時出冰口蓋板加熱器RL3得到+12V電壓加熱。 ?。?）操作顯示電路 該電路原理圖，由二只貼片集成電路塊、一只晶振、四只輕觸開關、一個LED顯示屏及若干阻容元件等組成，均為貼片式元件。該電路板上有一個插件，通過排線與智能控制板對應插件相連接，該電路的輸入或輸出控制信號，經(jīng)電阻R76、R77、R66、R67、三極管N19、N20等分別送到主控芯片IC1(18)、(19)腳，并在主控芯片IC1控制下，實現(xiàn)操作顯示功能。  變頻板 變頻控制電路及變頻壓縮機 該電路由+300V電源濾波電路、輔助電源電路、若干集成電路、6只大功率晶體管及其他元件等組成，集成電路均為貼片式元件。改變了以往冰箱控制，啟動和停止控制，變頻調速異步電動機的原則，根據(jù)冰箱內溫度和冷卻需求，SCM SA8382產(chǎn)生SPWM信號，驅動逆變器電路，輸出不同的功率模塊基波頻率的交流電壓，控制冰箱壓縮機的轉速，從而改變了速度的過程中，冷凍循環(huán)的冰箱來實現(xiàn)可變的冷卻目的。傳輸?shù)目刂葡到y(tǒng)是根據(jù)（采集溫度）的量來控制偏差。在系統(tǒng)中，實時采集的溫度由溫度檢測電路實現(xiàn)的，在任何時間在冰箱內的溫度傳感器LM134集成電路溫度的溫度T / V時，轉換成相應的電壓值的溫度值被傳遞給。通過A / D轉換的數(shù)字采集溫度，到微控制器。的溫度將被收集到與溫度設定值進行比較，設定的值，如果溫度高于20，則頻率將逐漸增加為1Hz至50Hz的頻率和速度的步驟，根據(jù)使冰箱壓縮機的工作在高頻，加速制冷系統(tǒng)循環(huán)，冰箱內的溫度跟隨急劇的溫度設定，如果溫度下降到低于設定值的20，然后在根據(jù)率逐漸降低的頻率為1Hz到10Hz的頻率步長，從而使冰箱壓縮機在低頻率的條件下，使溫度上升到設定值時，允許的范圍內。如果溫度返回到設定值范圍（±0.50），則頻率將逐漸增加1Hz或更低的頻率，以正常的工作頻率為20Hz的頻率和速度的步驟，根據(jù)壓縮機的運行在低溫度狀態(tài)。該電路板上有控制信號輸入 插件、變頻壓縮機三相電源輸出插件和變頻壓縮機轉子磁極位置檢測反饋插件。由主控芯片I發(fā)出變頻控制指令，經(jīng)變頻板控制信號輸入插件送到變頻板集成電路進 行處理，變頻控制電路采用脈寬調制(PWM)方式，用來改變各路控制脈沖的占空比，從而對變頻壓縮機實現(xiàn)變頻控制。主控芯片腳發(fā)出的變頻控制命令通過變頻 板上的一塊大規(guī)模集成電路和外圍幾塊小集成電路進行處理后，分別控制變頻板上六只大功率晶體管的通斷，并由變頻板插件輸出端U、V、W輸出相位差120° 的變頻正弦波電壓，控制變頻壓縮機運轉。變頻控制電路設有欠壓、過流、過熱、短路保護電路及壓縮機轉予磁位檢測電路等。當變頻控制電路或變頻壓縮機出現(xiàn)某 種故障時，由檢測電路反饋的故障信號送到主控芯片，CPU作出判斷后發(fā)出控制命令。 (2)變頻壓縮機 變頻電冰箱通常采用變頻直流無刷電機，為了實現(xiàn)變頻工作，需要上述專用的變頻控制電路，即變頻功率控制電路，將直流電逆變成交流電，驅動控制變頻壓縮機工作。變 頻直流無刷電機的轉子為對稱排列的雙S、N轉子磁鋼，定子線圈分為U、V、W三組，分別接到變頻控制電路的U、V、W輸出插件上，由變頻控制電路按順序為 定子線圈供電，使之形成旋轉磁場。變頻壓縮機設有霍爾元件檢測轉子磁極的旋轉位置，通過該電路將變頻壓縮機轉速的相關信息傳送到變頻控制電路及主控芯片電 路進行處理，進而控制變頻壓縮機定子線圈的電流相位保持一定關系，并由變頻控制電路的6個大功率晶體管進行控制，按特定的規(guī)律和頻率轉換，控制變頻壓縮機 的轉速。 簡單說：供電頻率高，壓縮 機轉速快，冰箱制冷量就大；而當供電頻率較低時，冰箱制冷量就小，這就是所謂“變頻”的原理。變頻冰箱的核心是它的變頻器，變頻器是20世紀80年代問世 的一種高新技術，它通過對電流的轉換來實現(xiàn)電動機運轉頻率的自動調節(jié)，把50Hz的固定電網(wǎng)頻率改為30至130Hz的變化頻率，使冰箱完成了一個新革 命。同時，還使電源電壓范圍達到142V至270V，徹底解決了由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定而造成冰箱不能正常工作的難題。 變頻冰箱每次開始使用時，通常是讓冰箱以最大功率、最大風量進行制冷，迅速接近所設定的溫度。由于變頻冰箱通過提高壓縮機工作頻率的方式，增大了在高溫時的制冷能力，最大制冷量可達到同級別冰箱的1.5倍，高溫下仍能保持良好的制冷效果。 但凡是技術型的設備，總是離不開一些短板效應，如定頻壓機的工作時間比一般是1~3到4，而變頻壓機則一直處于運行狀態(tài)，且不同制冷劑的特性，在設計之 時，就有一些硬性要求而未寫入說明書，如冷凝器與環(huán)境溫差最低≤ 8~10℃等等因素。且容量低的冰箱選用變頻技術，就變成逗你玩了。變頻冰箱適用于大容量，采用多路循環(huán)的制冷系統(tǒng)。 （圖1  霍爾傳感器轉換成BLDC電機控制流程圖 三、制冷系統(tǒng)的基本控制模式(鑒于分立多循環(huán)系統(tǒng)，多以3段分立為主，此段未做修改，而在原文中制冷系統(tǒng)是以科龍BCD_207AK制冷流程作為范本） 冷藏室和-7℃室的溫度設定由環(huán)境傳感器所感受的當前溫度確定。溫度顯示區(qū)分別顯示冷藏室、-7℃室溫度。工作時-7℃室優(yōu)先制冷，直到冷藏室達到關機點 溫度（或冷藏室連續(xù)工作3小時不停機而關冷藏室，或壓縮機連續(xù)工作5小時不停機而關機）才取消-7℃室優(yōu)先制冷。冷藏室空間傳感器降到2℃或系統(tǒng)設定進入 速凍狀態(tài)、傳感器故障時都取消-7℃室優(yōu)先制冷。 在制冷狀態(tài)下，冷藏室、軟冷凍室可任意開啟、關閉，調節(jié)進入速凍設置狀態(tài)。在速凍狀態(tài)下，壓縮機連續(xù)運轉，電磁閥以冷藏室；-7℃室的工作狀態(tài)進行切換， 速凍狀態(tài)為12小時。若要在速凍狀態(tài)下人為退出速凍功能，則按下速凍調節(jié)按鍵3秒，速凍指示熄滅，退出速凍狀態(tài)。 在速凍狀態(tài)下，冷藏室溫度達到關機點時，若-7℃室要求開機，則壓縮機不停機，電磁閥帶電，壓縮機給-7℃室、冷凍室制冷。退出速凍狀態(tài)后，冷藏溫度設置 由退出速凍時的環(huán)境溫度所對應的溫度來決定，-7℃室溫度設置保持不變。速凍狀態(tài)下，若在電磁閥不帶電的情況下壓縮機連續(xù)運行5小時不停機，則強制冷藏室 關機5分鐘，待后背蒸發(fā)器感受的溫度達到4℃時，再開機。 在速凍狀態(tài)下，補償加熱絲一直處于加熱狀態(tài)（但是當冷藏室蒸發(fā)器傳感器高于20℃時則停止加熱）。當環(huán)境溫度高于8℃時，冷藏室蒸發(fā)器傳感器停機點固定在 -23℃，當環(huán)境溫度低于8℃（含8℃）時，冷藏蒸發(fā)器傳感器停機點固定在-25℃。在速凍設定時間內，壓縮機的開機仍由冷藏蒸發(fā)器傳感器控制。 對于變頻系統(tǒng)運行而言與常規(guī)冰箱的壓縮機停機不同，其采用低速運行的方式運行，在系統(tǒng)容量，大家要有清晰的想法——變容即對于參與系統(tǒng)的制冷劑并不是恒定的，這對變頻板、壓縮機的要求特別高，而對于變頻冰箱而言損壞率最高的就是變頻板,其次為電源板。而對目前的維修政策，從生產(chǎn)廠家的角度看為減少維修返修率和確保維修質量（軟、硬結合的產(chǎn)品），采用板級維修的策略，電器圖紙很少外流，造成冰箱技術資料缺乏，維修困難。 四、變頻冰箱主要制冷切換部件的結構特點 變頻冰箱中采用的電磁閥分為單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)兩種，雙穩(wěn)態(tài)電磁閥結構見圖3。 雙穩(wěn)態(tài)電磁閥 雙穩(wěn)態(tài)內部結構 閥芯結構 在外觀上單、雙電磁閥大小不同。單穩(wěn)態(tài)電磁閥體積較大，本身帶有濾波整流電路板（壓敏電阻、交流保險250V/1A、整流二極管1N4007四支），驅動 切換的信號是220V交流電壓。在早期的航天BCD-222冰箱中和海爾系列等大容積冰箱都使用的是單穩(wěn)態(tài)電磁閥（二位三通閥），耗電量較大。而雙穩(wěn)態(tài)電 磁閥體積較小，無電路板，切換驅動信號采用的是脈沖信號。 1.電磁閥特性 線圈電阻：4.5±0.3kΩ（25℃） 換向時間：≤1s 絕緣電阻：100MΩ 耐壓力試驗：10MPa 開閥壓差測試：注入1.8 MPa 氮氣，165V能可靠換向 內泄漏：注入0.3 MPa氮氣，<2ml/min 流量：注入0.3 MPa 氮氣，＞900l/h 壽命：500000次 2.額定脈沖電壓峰值：220V×1.414 工作原理 雙穩(wěn)態(tài)兩位三通電磁閥是由控制系統(tǒng)中的脈沖發(fā)生器控制的，脈沖發(fā)生器輸出半波直流脈沖電源，以30s～60s周期給線圈掃描每次掃描的脈沖半波數(shù)為4～10個，如果改變脈沖方向，則電磁閥換向 廠家對使用雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的主控板，在代碼下面標有“雙穩(wěn)態(tài)”字樣。在對單、雙電磁閥的維修更換時注意的幾點：不同型號的單雙穩(wěn)態(tài)電磁閥之間須連同主控板一 同更換；雙穩(wěn)態(tài)電磁閥應用驅動電路圖見圖4，圖中電路標示點為關鍵檢測點?？刂菩盘柦?jīng)過光耦合后，送到可控硅門極，以控制電磁閥。 五、單、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的檢測與維修 1、單穩(wěn)態(tài)電磁閥常見故障有：線路板中壓敏電阻擊穿及燒交流保險絲；整流二極管擊穿；線圈短路或開路；閥芯內部損壞。檢測及維修方法如下： （1）萬用表電阻擋測量電磁閥電源的輸入端，阻值應為2.3kΩ左右。如果阻值很小應該是線路板上元件損壞，一般為壓敏電阻或整流二極管擊穿。 （2）線圈短路或開路：檢測確認線圈損壞后切斷電源，待系統(tǒng)穩(wěn)定后用鉗子將電磁閥去冷藏室的毛細管接口處剪斷封死。一般鉗子剪斷即可封住，不需火封。用扳手將閥芯與線圈固定螺絲沿順時針擰松并卸下（螺絲較緊）。擰下固定在箱體上的螺絲，把線圈從閥芯上退下。 將新的電磁閥線圈裝在閥芯上并用螺絲擰緊，固定不緊將會引起噪音。接通電源啟動冰箱，此時如機械溫控可將冷藏室溫控器關閉；如電腦溫控冰箱，帶關閉冷藏功 能的則關閉冷藏室，不帶關閉冷藏功能的將電磁閥線圈直接引入220V。此時電磁閥帶電，制冷劑直接流入冷凍室，冷藏毛細管出口處無壓力，制冷劑也不會從這 里泄漏。 （3）將剪斷的毛細管口進行修整，并迅速點燃焊槍對電磁閥與毛細管的接口處加熱，拔掉殘留毛細管，將修整好的毛細管插入接口并進行焊接，然后將電磁閥固定在箱體上，維修完成。如遇到閥芯內部損壞只能更換電磁閥。 2、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥常見故障有：線圈短路或開路；不能切換；閥芯內部損壞或臟堵。對不能切換的電磁閥確認后，若用改錐敲擊無反應；只能更換。 常見故障: 1）電磁閥與毛細管連接處堵（F） 現(xiàn)象：F室有可能有時冷有時不太冷 2）電磁閥與毛細管連接處堵（R） 現(xiàn)象：冰箱不制冷但關閉冷藏F溫度正常 3）電磁閥不換向（通在F） 現(xiàn)象：R室不冷，不停機，F(xiàn)室溫度低于設定 4）電磁閥不換向（通在R） 現(xiàn)象：R室溫度有可能偏低,關閉冷藏,F不制冷 六、電控以及制冷系統(tǒng)故障的檢修 檢修變頻多循環(huán)系統(tǒng)的冰箱，先要判斷出故障點。因整個系統(tǒng)的控制重重相扣，除常規(guī)的判別外，對維修人員的整體素質要求更加嚴格。除常規(guī)的硬件檢修技巧還需對系統(tǒng)軟件的流程有些了解，在檢修中應熟知故障代碼的含義以及控制原理！筆者（時任科龍服務工程師）下屬服務人員檢修一臺其上門數(shù)次無法修復的智能冰箱，故障表象為“制冷不正常”以及顯示屏抖動，該換的都換了，后來無法解決，要求我和他上門后，在檢查中，發(fā)現(xiàn)其斷電且從顧客口中得知制冷的時好時壞。我并未按常規(guī)去檢查冰箱，而是打開開關面板檢查，檢查發(fā)現(xiàn)，用戶家中的導線與面板接頭虛接，而且導線已老化，將其處理后，告知客戶須更換室內配線。細心是每個維修人員的基本素質。對于系統(tǒng)復雜的變頻冰箱也是如此，技術在某些程度上具有極高的相似性，變頻冰箱的維修在出現(xiàn)故障時的現(xiàn)象表面特征均會體現(xiàn)在制冷系統(tǒng)上。判斷故障如看病，望、聞、問、切，不要急于動手！電腦冰箱是一個軟硬件結合的產(chǎn)品，下面就軟、硬件檢修舉些常規(guī)的案例！ 在上面我們已經(jīng)談到了一些控制部件，造成的故障源特征。本節(jié)不再重復。 變頻冰箱出現(xiàn)不制冷，首先要判別故障區(qū)域：電路還是系統(tǒng)故障。電路部分包括：電源、主控制板、電磁閥損壞，驅動模塊、壓機。而檢修前需了解細節(jié)購買年限，壓機是否工作、工作中排氣（摸冰箱側邊的冷凝器），回氣管溫度以進行分辨，是否出現(xiàn)故障代碼。 大多電腦型冰箱常見的故障是電源故障，其中對于開關電源而言，比較常見的較是保險燒斷，而其原因在于負載電路或者開關管，部分電源失效。造成整機不工作，一般主電源故障特征是不制冷、無屏顯，整機不動作。 在出現(xiàn)上述問題時，（1）檢查快熔FU是否燒斷； （2）檢查線路板上元件引線間有無碰錫、碰線或細金屬落在二線間； （3）檢查電容器、整流橋、逆變橋、集成電路等元件有無明顯燒壞的痕跡； （4）檢查線路板上是否有水滴（尤其在潮濕環(huán)境中使用的變頻器）； （5）檢查線路板上是否有灰塵。 在將主控板取出測量測量各個電路的電阻值，其中以變頻器、化霜、風機電路為主要測量點，一一檢查。先靜后動 ，先易后難。靜是指不通電狀態(tài)，動是指通電后的工作狀態(tài)。問清故障時的一些特征，家中照明是否出現(xiàn)變化，以辨別是否屬于電壓異常導致的故障。這里補充一下變頻冰箱的寬電壓范圍是特指壓機供電回路，而不是所有回路。供電主回路還是220V。 測量冷態(tài)電阻，如正常開機檢查，如冷態(tài)電阻測量不正常，需檢查其故障開路還是短路故障。而其中的關鍵是檢查變頻回路， 可能是變頻器的輸出短路所引起。這是要對線路及電機進行檢查，如果斷開負載變頻器還是過流，說明變頻器的逆變電路損壞，應修理或更換。如拆開機器就發(fā)現(xiàn)嚴重的短路現(xiàn)象，整流模塊和 IGBT 模塊爆裂，短路造成的黑色積炭噴得到處都是，主回路兩個繼電器也爆開，主控板暫時沒有發(fā)現(xiàn)問題，但驅動部分燒了好幾處，另外儲能大電容一部分都已發(fā)漲，電容板上的兩顆大螺絲接觸處全部燒焦，這就是西門子ECO變頻器的通病，因為所有電量都是要經(jīng)過這兩顆鐵螺絲，一旦鐵螺絲生銹，很容易引起電容的充放電不良，這樣電容發(fā)熱，漏電，發(fā)漲到最后損壞重要器件就不在話下了，為了防止再次接觸不良打火，在上螺絲的同時最好焊上幾股粗銅線，維修觸發(fā)板時不知道參數(shù)的，可以從控制板上完好的器件與損壞相同器件的對比，修復該板的電壓分別為 -4.7V，-4.44V，更換損壞器件后，可以加電試驗，試驗步驟按主回路到控制空載，負載分別運行檢查。加電試驗前為保證器件安全，防止再次損壞重要器件，大容量電容器暫時不要裝止，用兩只小容量電容器代替，為了保護IGBT，電容器到IGBT的供電回路最好是串聯(lián)白熾燈泡（也就是接個假負載），通電后如果顯示正常，可以啟動變頻器，再測量6個觸發(fā)脈沖，如果信號正常，可以去掉電容器與IGBT之間的燈泡，裝上大電容器進行空載運行，正常后再接負載運行，經(jīng)調試機器后一般可恢復正常。確定負載正常后，在逐級上推，對主控板進行檢查，查看故障代碼，對損壞部件進行更換，檢修完畢后，對變頻電路一定要測定其運行參數(shù)設置，這點和普通的電腦冰箱有所不同。 其三是因制冷回路泄露造成不制冷，檢修過程同普通冰箱，但注意制冷劑工質。 制冷不良： 1、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥故障，前文以敘述。由于雙穩(wěn)態(tài)電磁閥接受的是脈沖信號，可以通過測量其靜態(tài)電阻的方法，簡單判斷 其好壞線圈，或者采用維修手冊中手動觸發(fā)的辦法。也可以通過使用冰箱的開關室的功能鍵，結合用手觸摸轉換室毛細管的溫差去判斷。如果無法判斷是控制部分還是電磁閥的故障，可采取替換法。將電磁閥 上的電纜拆離原閥，接到新閥上，通電后用嘴吹電磁閥的進氣管，看哪個出氣管導通，由此判斷控制板信號是否正確。 2、壓機參數(shù)設置不對導致。 參數(shù)設定不當時易碰到的問題 （1）變頻器在電機空載時工作正常，但不能帶負載啟動 。這種問題常常出現(xiàn)在恒轉矩負載。遇到此類問題時應重點檢查加、減速時間設定或提升轉矩設定值。 （2）變頻器開始運行，但電機還未啟動就過載跳停 。如冰箱，投入運行時，跳停頻繁。經(jīng)檢查，偏置頻率原設定為3Hz，變頻器在接到運行指令但未給出調頻信號之前，電機將一直接收3Hz的低頻運行指令而無法啟動。經(jīng)測定該電機的堵轉電流達到30A，約為電機額定電流的3倍；變頻器過載保護動作屬正常。改偏置頻率為0Hz，電機啟動得以恢復正常。 （3）頻率已經(jīng)達到較大值，但電機轉速仍不高 。比如一臺新投用的變頻器頻率設置已經(jīng)很大，但電機轉速明顯較同頻率下其他電機低。檢查頻率增益設定值為200%。由于頻率設定信號增益為設定模擬頻率信號對輸出頻率的比率，即如設定頻率為40Hz，實際輸出頻率僅為20Hz。將設定增益改為100%后，問題得到解決。 （4）頻率上升到一定數(shù)值，繼續(xù)向上調節(jié)時，頻率保持在一定值不斷跳躍，轉速不能提高 。遇到上述問題，應檢查最大轉矩設定值是否偏小、變頻器的容量是否偏小。 3、制冷系統(tǒng)故障，檢修同普通冰箱。 在維修制冷劑泄漏故障冰箱時，根據(jù)打開工藝管瞬間壓縮機內有無氣體來判斷。注意：在打開工藝管前壓縮機不要運行，如果運行需停機半小時后再打開工藝管。若 打開工藝管時，有微量氣體噴出，可判斷漏點在低壓部分；若打開工藝管時，外部空氣被吸入壓縮機內；則可判定漏點在高壓部分。這是因為在整個制冷系統(tǒng)中，低壓部分占整個容積的95%，高壓部分占5%，低壓部分在運行時壓力較低，停機時壓力回升，因此在停機時漏氣速度快，開機時慢。由于低壓部分容積大，從開始 滲漏到發(fā)現(xiàn)，低壓部分仍有少量制冷劑存在壓力總是高于大氣壓，因而打開工藝管時有氣體噴出。而高壓部分是在運行時壓力增高，停機時壓力降低；所以運行時漏氣速度快，停機時漏得慢，隨著漏氣時間增長制冷劑越來越少，高壓漏氣量越來越多，低壓部分不斷向高壓補充。由于毛細管的阻流作用和高壓部分的不斷外漏，使低壓部分形成負壓，所以打開工藝管時會有空氣被吸入壓縮機。 軟件部分： 冰箱的軟件設計是在硬件電路設計的基礎上，通過匯編程序來實現(xiàn)的。此電冰箱電控系統(tǒng)控制設計過程中主要完成以下幾個功能：冷凍室及冷藏室溫度采樣并進行模擬到數(shù)字的轉換，自動除霜功能，開門報警以及鍵盤掃描和LED顯示。 該電冰箱控制程序主要由三大部分：主程序、定時器T0中斷服務程序、定時器T1中斷服務程序，以及外部中斷0服務程序。 系統(tǒng)主程序主程序是整個電冰箱的總控制程序，包括控制單元的初始化、控制中斷、定時、顯示，鍵盤程序的啟動和重復等。本電冰箱的電控系統(tǒng)的核心部分是冷凍室和冷藏室、變溫室的溫度檢測及控制電路。主程序中了對是否為冷凍室和冷藏室的溫度鍵進行了逐步的判斷，通過判斷調用不同的子程序來實現(xiàn)對冷凍室和冷藏室的溫度的控制。 主程序框圖（示意圖）如圖4－1所示： 中斷服務程序 中斷服務程序包含很多，如主要完成電源過壓欠壓處理，壓機狀態(tài)檢測、開門狀態(tài)檢查及處理，以及冷凍室和冷藏室制冷壓縮機工作時間定時。通過T0定時，實現(xiàn)每隔3min，檢測一次冷凍室和冷藏室的溫度，并讀回溫度值，轉換為電壓值，送給單片機。另外，每隔3min進行電源過欠壓檢測。工作于計數(shù)方式，通過計數(shù)達到延時3min的目的。T1的中斷服務程序主要完成3min定時及溫度、除霜等各種檢測，根據(jù)檢測結果，比較、分析以控制執(zhí)行元件工作。 注：我國目前冰箱采用的制冷劑分為R134A和R600a兩種，但是在檢修R600a時，操作時需特別注意，操作以及打開工藝管后，需保持高效通風。 評論這張 |
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