«Второе дыхание» холодильника
Компрессионные, да и адсорбционные холодильники довольно часто выходят из строя по причине того, что у них отказывают электромеханические реле либо размыкатели на базе биметаллических пластин. Первые из них помогают для запуска синхронных электро-двигателей, обслуживающих компрессионную совокупность холодильника, а вторые являются базой поддержания и систем слежения на заданном уровне температуры морозильных камер [1].
Обстоятельством выхода из строя тех и других есть прогар либо какое-то механическое повреждение пружинящих контактов в составе этих устройств. Особенно эго относится к устаревшим моделям холодильников.
И довольно часто возможно видеть, как из-за ничтожной, но тяжело устранимой поломки (ввиду отсутствия запасных устройств) выбрасывают еще в полной мере пригодные для применения аппараты. В материале сделана попытка устранения для того чтобы рода неисправностей в бытовой технике.
Как мы знаем, что устаревшую схему запуска асинхронных электродвигателей посредством пусковою реле сейчас в полной мере возможно заменить конденсаторной цепью. В ней механические контакты отсутствуют всецело [2].
О приборе же регулировки температуры в морозильной камере возможно сообщить следующее. Потому, что холодильник трудится в квартире, где температура круглогодично поддерживается в достаточно стабильных комфортных пределах (посредством совокупностей кондиционирования, отопления и т.п.), то в этих условиях перепад температур между средой морозильной камеры и квартиры (исправно трудящейся холодильника) остаётся практически неизменным.
Совокупность регулировки температуры для того чтобы холодильника лишь «подкармливает» морозильную камеру стабильными порциями холода, равными оттоку в воздушную среду помещения. Исходя из этого для поддержания температуры на нужном уровне вовсе не требуется смотреть за трансформациями температуры, а достаточно выяснить величину порций холода.
Это возможно осуществить косвенно, вычислив временные промежутки между остановкой компрессора и включением холодильника, в котором совокупность регулировки температуры трудится исправно. Тогда в холодильнике с вышедшей из строя терморегулировкой, падав определённые и постоянные промежутки простоя и работы компрессора, возьмём достаточно стабильную температуру в морозильной камере и внутреннем его обьёме.
Наряду с этим раскрывается возможность выстроить таймерную цепь, формирующую выключения двигателя и интервалы включения компрессора без электромеханических контактов. На этих правилах и выстроена представленная на рисунке электрическая схема, по которой был модернизирован холодильник «ЗиЛ-Москва» — выпуска 1956 года и сейчас замечательно функционирующий, не смотря на то, что перед переделкой перестал работать по вышеназванным обстоятельствам.
Схема трудится следующим образом.
Задающий генератор на микросхемах DD2.2, DD2.3 производит тактовые импульсы, родные к форме «меандр» в двух режимах формирования (аналоговый МОП ключ DD3 помогает для обеспечения переключений с одного режима на другой).
В первом режиме вырабатываются импульсы с постоянным периодом следования около 0,6 с (в замкнутом состоянии МОП ключа в составе DD3), а во втором — с перестраиваемым периодом следования от 0,6 до 0,8 с (в разомкнутом состоянии того же ключа). Перестройка обеспечивается потенциометром R5.
И в том и другом случае формируются импульсы в уровнях, родных к уровню напряжения питания (от 0В до 10В). Наряду с этим уровень лог.1 на управляющем входе DD3 (выв. 15) соответствует первому режиму формирования, а уровень лог. 0 — второму.
Для чего нужны эти два режима, будет светло из предстоящего изложения.
С одного из выводов задающею генератора (выв.2 DD2.2) формируемые импульсы поступают на вход бинарного счётчика на микросхеме DD1, и он осуществляет деление этих импульсов с коэффициентами от 2 до 16 384 в диапазоне 14 разрядов.
Причём любой разряд имеет собственный отдельный вывод (не считая 2-ю и 3-го), с которого возможно снимать импульсы через периоды от 1.2 с (на выводе 9 младшего разряда) до 3,6 ч (на выводе 3 старшего разряда). Любой последующий разряд (в порядке возрастания) увеличивает период следования импульсов в два раза.
Практическое значение для управления периодом действия хладоагрегата, модернизируемою по предлагаемому принципу, имеют импульсы только с 11-го и 12-го разрядов (выв.1, 15), периодичность которых близка к ритму работы холодильника с исправным терморепе в установившемся режиме (от 20 до 40 мин.). Основанием для для того чтобы выбора явились наблюдения за работой холодильника ещё перед тем, как он испортился.
Тогда было увидено, что термореле включало компрессор мин. на 20 и выключало приблизительно на такое же время.
С выв.1 DD1 через буферный инвертор DD2.1 выбранные так импульсы поступают на электронный выключатель асинхронного двигателя-компрессора.
Данный выключатель складывается из транзистора VT1, трудящегося в главном режиме, и двух оптотиристоров — U1 и U2. В то время, когда уровень логического состояния на выв. 1 DD1 (в следствии работы счётчика) достигнет лог.
0, то через буферный инвертор DD2.1 и ограничительный резистор R1 он поступает в базу транзистора VТ1 и открывает его. В этом состоянии транзистор имеет малое сопротивление между эмиттером и коллектором (менее 1 Ом) и, так, нижний по схеме вывод резистора R2 оказывается подключённым к нулевому потенциалу.
Через последовательно включённые светодиоды в составе оптотиристоров U1 и U2 начнёт протекать ток (около 60 мА) -и они загораются, а их световое действие ведет к переключению p-n-p-n тиристорных структур в составе этих устройств в открытое состояние. За счет того, что эти тиристорные структуры включены встречно-параллельно, как возрастающий. так и убывающий полупериоды сетевого напряжения приобретают доступ к обмоткам электродвигателя в составе компрессора — и он включается в работу.
Его рабочая обмотка — конкретно, а пусковая — через конденсатор С1 оказываются подключёнными к сети 220 В. Наряду с этим за счёт оптотронных пар в составе U1 и U2 достигается разделение цепи управления и силовой цепи, что очень благоприятно для электробезопасности и надёжности работы холодильника.
Конденсатор С1 помогает для запуска асинхронного электродвигателя хладоагрегата в однофазном режиме.
Такие электродвигатели в большинстве случаев содержат две обмотки — рабочую и пусковую, перемещённые относительно друг друга на некий угол.
Ёмкость конденсатора, нужного для запуска, возможно вычислить по формуле, приведённой в книге И. Алиева для для того чтобы рода конфигурации обмоток[2]:
С(мкф) =1600 Iн/Uн где:
Iн — фазный ток двигателя, Uн — номинальное фазное напряжение. Ещё перед тем как холодильник перестал работать, удалось измерить его фазный ток (он же — ток потребления холодильником в режиме, в то время, когда компрессор трудится). Измерение дало 1,6А.
Номинал фазною напряжения известен — 220 В. Подставляя эти значения в формулу, возьмём величину от ёмкости около 12 мкФ. Для безопасности и обеспечения надёжности в работе прибора нужно, дабы конденсатор таковой ёмкости имел запас по рабочему напряжению.
Останавливаем выбор на конденсаторе К42-19-12 мкФ±10% 500 В, что снабжает сдвиг тока в пусковой обмотке довольно рабочей на угол около 90°. Наряду с этим сдвиг обмоток ведет к появлению в магнитном поле статора силовых пиний, содержащих крутящий момент.
При действии их на ротор происходит запуск электродвигателя. К тому же, наличие этих силовых линий создаёт некое препятствие рабочей обмотке делать собственную функцию пульсирующими толчками влиять па ротор, поддерживая стабильность его оборотов.
Благодаря этого магнитное поле, влияющее на ротор, при таком включении начинает содержать реактивную составляющую, приводящую к возврату некоей части мощности, потребляемой двигателем, в питающую сеть [2]. Но, ввиду неизменности и умеренности нагрузки па валу, эти утраты незначительны и оставшейся части мощности электродвигателя вполне достаточно для обеспечения работы компрессора.
Это, к тому же, даёт экономию электричества — холодильник потребляет от сети меньшую мощность. Фазный ток, что был измерен по окончании модернизации холодильника, составит 1.1 А. Так, необходимость применения пускового репе отпадает.
Принципиальная электрическая схема таймера, снабжающего работу домашнею холодильника при выходе из строя совокупности регулировки температуры
Наблюдения за работой агрегата ещё до его поломки, как было уже отмечено, показывают на то, что установившийся режим холодообразования в нём происходит при примерном равенстве 20-ми-путных промежутков, в то время, когда компрессор включён и в то время, когда он отключён.
Но на протяжении модернизации было обнаружено, что таковой режим снабжает достаточный приток холода, но наряду с этим оттекание холода через чур мелок. В следствии чего морозилка достаточно скоро (в течение 2-х недель) покрывается сильной наледью, требующей размораживания.
Исходя из этого при сохранении указанного промежутка работы компрессора, стала очевидной необходимость повышения 20-минутного промежутка, в то время, когда компрессор остановлен. при одновременном обеспечении возможности регулировки степени этого повышения. С целью этого и был выстроен задающий генератор с двумя режимами формирования импульсов.
Уровень лог.0 с выв.1 DD1, как указано выше, включает в работу компрессор. Он же через инвертор DD2.1 поступает на выв. 15 DD3, что переводит в замкнутое состояние входящий в состав данной микросхемы аналоговый ключ.
И задающий генератор начинает производить импульсы минимальной длительности. снабжающие 20-минутный промежуток работы компрессора. По его окончании уровень логического состояния на выв 1 DD1 изменяется на противоположный.
В следствии этого компрессор останавливается, а задающий генератор переключается в режим формирования импульсов переменной длительности. Трансформацией положения движка потенциометра R5 достигается регулировка данной длительности, соответственно регулируется и промежуток остановки компрессора от 20 до. приблизительно, 33 мин..
Установкой этого промежутка достигается возможность подстройки среднего уровня температуры в холодильнике.
Светодиод VD1 в составе схемы помогает для индикации состояния электронною выключателя, управляющею работой электродвигателя.
Данный светодиод начинает светиться, в то время, когда происходит выключение электродвигателя, и меркнет, в то время, когда он включается в работу.
Тепловое реле К1 типа РТ-10 помогает для защиты от вероятных перегрузок на валу электродвигателя, что, в принципе, нельзя исключать при происхождении аварийной обстановке в кинематике компрессора.
Наличие этого реле нарушает неспециализированную концепцию предложенной модернизации, которая пытается высвободить холодильник от всех механических и пружинящих контактов. Но, потому, что это реле есть стабильно присутствующим элементом во всех устаревших агрегатах, причём очень редко вступающим в воздействие (что сохраняет высоким ресурс его работы), было решено сохранить ею.
В адсорбционных холодильниках данный элемент отсутствует и исходя из этого в состав модернизированной схемы ею возможно не включать.
Вое подробности отечественного производства. Конденсатор С2 типа КМ-6.
Номинальная мощность резисторов — от 0,125 Вт, не считая резистора R2, мощность которого 0,25 Вт. Источником постоянного напряжения, нужной для питания элементов электроники в составе схемы (около 10 В), помогает особый адаптер.
В качестве него приспособлен адаптер для зарядки аккумуляторная батарей сотового телефона компании MOTOROLA, что потребляет от сети мощность около 20 Вт. При, в то время, когда электронный выключатель асинхронного двигателя компрессора находится во включённом состоянии, токовая нагрузка на адаптер возрастет и напряжение, которое он формирует, значительно уменьшается приблизительно до 6,5 В.
Конструктивно схема собрана на текстолитовой плате размерами 60×60 мм, содержащей разводку печатных проводников для монтажа электронных компонент при макетном конструировании принципиальных схем. На ней установлены все элементы схемы, за исключением конденсатора С1 и теплового реле К1, каковые из-за больших размеров установлены под дном холодильника вблизи блока компрессора.
Плата представляет собой как бы второе звено адаптера компании MOTOROLA и соединена с ним маленькими отрезками проводов (около 10 см), служащих для подвода к плате напряжения, формируемого адаптером, и напряжения сети. Элементы, размещённые на плате, прикрыты сверху пластмассовой крышкой, которая крепится к плате на стоечках винтами М3.
Крышка имеет кроме этого отверстие под светодиод VD1 так, что он слетка выступает над поверхностью крышки и виден снаружи. С обратной стороны платы (противоположной стороне, на которой смошированы элементы принципиальной схемы), кроме монтажных проводников, осуществляющих её разводку, установлена кроме этого простая электророзетка ХТ1, которая подключена к выходу эпектронного выключателя, управляющего работой электродвигателя, и есть крышкой для обратной стороны платы.
В розетку вставляется пилка от кабеля электропитания холодильника, связанного с конденсатором С1 и выводами электромотора компрессора, чем и соединяются псе элементы схемы в единое целое. Настройки схема не требует.
В случае если все компоненты схемы исправны и соединения верны, холодильник и устройство трудятся срочно по включении.
Литература
Лепаев Д.А. Всё о ремонте электробытовых устройств. — М: 1985 г.
Алиев И. Асинхронные двигатели в трёхфазном и однофазном режимах. М: Радио Софт, 2004.
О. ЧЕРЕВАНЬ, г. Петербург
