|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Блок керування холодильником. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі Зайнятися вдосконаленням холодильника STINOL-104 автора змусила побутова неприємність – вдруге за п'ять років експлуатації вийшов з ладу терморегулятор. Придбати новий, щоб встановити його самостійно, не вдалося - прилад продавали за неприйнятною ціною, що включає вартість установки. Саморобний пристрій, що пропонується до уваги читачів, не просто замінює штатний терморегулятор. Передбачені додаткові функції, що мають захистити холодильник у багатьох аварійних ситуаціях, що трапляються під час експлуатації. Слабке місце всіх компресорних холодильників - перевантаження електродвигуна, що приводить у дію компресор, при його повторному через короткий час після зупинки включення. Причина перевантаження - високий тиск хладоагента, що досить довго зберігається в конденсаторі холодильного агрегату. Посібник з експлуатації холодильника STINOL вимагає, щоб тривалість витримки між вимкненням та повторним включенням компресора була не менше 3 хв. Але при характерних сьогодні несподіваних відключеннях і повторних включеннях електроенергії виконати цю вимогу, не "закликавши на допомогу" електроніку, неможливо. Для захисту електродвигуна у холодильниках є теплове реле. Зазвичай воно поєднане з пусковим реле і називається пускозахисним [1]. Проте практика свідчить про неефективність такого захисту. Як і будь-який інший електроприлад, холодильник корисно захистити і від значних відхилень напруги мережі від номінальних 220 В. Велика кількість публікацій на цю тему (наприклад [2, 3]) свідчить про актуальність проблеми як у сільських районах, так і у великих містах. Пропонований блок керування виконує такі функції:
Передбачена індикація стану блоку управління світлодіодами "Робота" (компресор увімкнено), "Пауза" (компресор вимкнено), "Блокування" (не закінчилася п'ятихвилинна заборона включення), "<" (напруга в мережі нижче мінімально допустимого), ">" (напруга у мережі вище максимально допустимого). Схема блоку показано на рис. 1. Він складається з вузла терморегулятора на мікросхемі DA2, таймера затримки включення на транзисторі VT1 та елементах DD1.1, DD1.2, вузла контролю напруги мережі на елементах DD1.3, DD1.4 та мікросхемі DD2, виконавчого пристрою на транзисторах VT2, VT3.
З'єднані паралельно контакти реле К1 включені в ланцюг двигуна компресора замість контактів штатного терморегулятора холодильника. Вузол живлення блоку складається з трансформатора Т1, випрямляча (діодний міст VD1) та інтегрального стабілізатора DA1 на напругу 9 Ст. Щоб зміна навантаження на випрямляч при спрацьовуванні та відпусканні реле К1 не впливало на роботу вузла контролю напруги, передбачений резистор R27, що підключається транзистором VT3 до випрямляча, коли реле обмотка знеструмлена. Опір резистора дорівнює опору обмотки реле, тому споживаний від випрямляча струм залишається незмінним. Припустимо, блок включений в мережу при номінальній напрузі 220 В і вузол контролю напруги не впливає на його роботу. Транзистор VT1 закритий, конденсатор С2 розряджений, логічний рівень на виході елемента DD1.2 низький, діод VD3 відкритий, тому терморегулятор на ОУ DA2 заблокований у стані, що відповідає низькій температурі в холодильній камері, отже, вимкненому компресору. Транзистор VT2 закритий, реле К1 знеструмлено. Горять світлодіоди HL1 "Блокування" та HL5 "Пауза". Через 5 хв після зарядки конденсатора С2 через резистор R2 до порогу перемикання тригера Шмітта на елементах DD1.1, DD1.2 рівень на виході останнього стане високим, діод VD3 буде закритий і терморегулятор матиме можливість працювати. Світлодіод HL1 згасне. З підвищенням температури в холодильній камері опір терморезистора RK1 та падіння напруги на ньому зменшуються. Якщо температура така, що напруга на вході, що інвертує, ОУ DA2 менше, ніж на неінвертуючому, рівень на виході ОУ - високий, що призводить до відкривання транзистора VT2 і спрацьовування реле К1, що включає компресор. Світлодіод HL4 світиться, HL5 – ні. Зі зниженням температури в холодильній камері напруга на вході, що інвертує, ОУ зростає, що призводить до зміни стану ОУ і вимкнення компресора. Світлодіод HL4 гасне, HL5 – світиться. Перепад напруги на колекторі транзистора VT2 в момент відпускання реле викликає зарядку конденсатора С6 і короткочасне (на 20 мс) відкриття транзистора VT1 імпульсом зарядного струму. Розряджений через транзистор, що відкрився, конденсатор С2 знову, як після підключення блоку до мережі, починає повільно заряджатися, що призводить до п'ятихвилинної заборони включення компресора. Діод VD2 захищає емітерний перехід транзистора VT1 від негативного імпульсу при розрядці конденсатора С6 через транзистор VT1, що відкрився в момент включення реле К2. Необхідну температуру холодильної камери встановлюють за допомогою змінного резистора R16. Ширину петлі гістерези терморегулятора регулюють змінним резистором R20. Необхідність зміни гістерези в процесі експлуатації спірна, проте при початковому регулюванні без цього не обійтися. Гістерезис повинен бути достатнім для того, щоб компресор не включався занадто часто, а в перервах його роботи температура стінок холодильної камери досягала позитивного значення і іній, що утворився на них, танув, не накопичуючись. Розглянемо роботу вузла контролю напруги. Якщо воно знаходиться в допустимих межах, напруга на входах елемента DD1.3 нижче, а на входах елемента DD2.1 вище за поріг їх перемикання. Рівні на обох входах елемента DD2.3 високі, але в його виході - низький, що дозволяє всім іншим вузлам блоку працювати описаним вище чином. При напрузі в мережі менше допустимого елемент DD2.1 змінить стан. Логічний рівень на його виході стане високим, такий самий буде і на виходах елементів DD2.3, DD2.4. Світлодіод HL3 запалиться, а транзистор VT1, відкритий напругою, що надходить на його базу через резистор R19, розрядить С2 конденсатор, чим заблокує компресор. З відновленням нормальної напруги світлодіод HL3 згасне, транзистор VT1 буде закритий і через необхідне заряджання конденсатора С2 час буде дозволена робота терморегулятора. При напрузі в мережі, що перевищує допустиме, низький рівень на виході елемента DD1.3 призведе до встановлення високого на виходах елементів DD1.4 та DD2.3. Далі все відбувається так само, як при зниженні напруги, тільки замість світлодіода HL3 світиться HL2. Значення напруги мережі, при яких спрацьовує захист, рекомендується встановити рівними 242 (підстроювальним резистором R5) і 187 (підстроювальним резистором R6). Перерва у подачі електроенергії блок сприйме як неприпустиме зниження напруги. Важливо, щоб повторне включення компресора було заборонено, якщо тривалість перерви перевищила необхідну його зупинку. Однак реакція не повинна бути і надто швидкою - зросте ймовірність помилкових спрацьовувань (наприклад, викликаних включенням до тієї ж мережі потужних електроприладів). Час спрацьовування описуваного пристрою при стрибкоподібному зменшенні напруги в мережі - приблизно 65 мс - складається з потрібного на розрядку конденсатора С1 до напруги, що відповідає допустимому мінімуму, і часу розрядки конденсатора С2 через транзистор, що відкрився VT1. Час реакції на стрибкоподібне підвищення напруги в мережі менше - 25...40 мс. Воно витрачається на дозарядку конденсатора С1 до встановленого порога та розрядження конденсатора С2. Всі елементи блоку управління, за винятком реле К1, змінних резисторів R16 і R20, терморезистора RK1 та плавкою вставки FU1 розміщені на односторонній друкованій платі (рис. 2).
Конденсатори 04, С5 – КМ-6 або інші керамічні, інші – оксидні імпортні, причому конденсатор С2 – серії LL (з малим струмом витоку). Допустима напруга конденсаторів С1 і С6 (25 В) вибрано із запасом на випадок аварійного підвищення напруги мережі. Підстроювальні резистори R5 і R6 - СП4-1, постійні - МЛТ. Змінні резистори R16 і R20 - СПЗ-12 з лінійною (А) залежністю опору від кута повороту валу. Головним критерієм на користь вибору саме цих резисторів стало те, що різьблення на їхній кріпильній втулці таке саме, як у штатного терморегулятора холодильника. Світлодіоди HL1-HL3 - червоного, a HL4 та HL5 - зеленого кольору свічення. Крім зазначених на схемі, підійдуть і інші світлодіоди, у тому числі вітчизняного виробництва, відповідних розмірів та кольору свічення. Мікросхему КР140УД608А можна замінити на КР140УД608Б або КР140УД708. Трансформатор Т1 слід вибирати невеликої висоти, щоб його можна було розмістити у приладовому відсіку холодильника (див. нижче). Автором застосований готовий трансформатор діаметром 40 і висотою 28 мм на тороїдальному магнітопроводі з вторинною обмоткою на 12 В при струмі 0,3 А. З серійно випускаються підійдуть, наприклад, трансформатори ТП-321-5 і ТПК2-22. Слід враховувати, що у аварійному режимі напруга у мережі іноді зростає до 380 У. Так буває, наприклад, при обриві нульового дроту магістрального кабелю. Якщо трансформатор Т1, не витримавши такої напруги, вийде з ладу, це не призведе до небажаного в цій ситуації включення дорогого компресора. Уберегти трансформатор від займання покликана плавка вставка FU1 (ВП1-1). На її якість слід звернути особливу увагу і в жодному разі не замінювати на сурогатну. Терморезистор – ММТ-1 або ММТ-4. Якщо його номінальний опір відрізняється від зазначеного на схемі, необхідно стільки ж разів змінити номінал резистора R12. Однак застосовувати терморезистор опором більше 3...4 кому не варто, це погіршить перешкода терморегулятора. Реле К1 – РП-21-004 з обмоткою на 24 В постійного струму. Перевірка показала, що для спрацьовування достатньо і 12 В, а при напрузі 16 В реле працює цілком надійно. Можна застосувати й інше реле, наприклад РЕНЗЗ. При підборі заміни слід звернути особливу увагу на здатність контактів реле витримати пусковий струм компресора, що досягає кількох ампер. Змонтовану друковану плату та реле К1 розміщують усередині службового відсіку у верхній частині холодильника. З'єднані паралельно контакти реле підключають замість основної контактної групи штатного терморегулятора. Його другу контактну групу, призначену для вимикання холодильника тривалий час, замінюють перемичкою. Тепер холодильник можна відключити від мережі лише одним способом - вийнявши вилку з розетки. На думку автора, це забезпечує найбільшу електробезпеку при профілактичних та ремонтних роботах. В уніфікованій передній панелі відсіку передбачені отвори для двох терморегуляторів. Однак другий є лише у двокомпресорних холодильниках, у звичайному однокомпресорному тут зручно встановити змінний резистор R20. Змінний резистор R16 встановлюють місце віддаленого штатного терморегулятора. У передній панелі службового відсіку доведеться просвердлити ще п'ять отворів, до яких увійдуть змонтовані на платі блоку управління світлодіоди. Поруч із ними на панель можна нанести пояснювальні написи. Висновки первинної обмотки трансформатора Т1 (один з них - через впаяну в розрив проводу плавку вставку FU1) з'єднують з мережевими проводами, що йдуть в холодильнику лампи-індикатор включення. Екранований провід, що з'єднує датчик температури - терморезистор RK1 - з платою блоку управління, поміщають в ізоляційну, наприклад, поліхлорвінілову трубку і прокладають трасою віддаленої металевої трубки штатного сильфона терморегулятора. Сам терморезистор встановлюють усередині холодильної камери там, де закінчувалася трубка сильфона. Він повинен бути добре ізольований та захищений від вологи та інею. Налагодження блоку управління починають із регулювання вузла контролю напруги. Для цього за допомогою регульованого автотрансформатора (ЛАТР) знижують напругу до 187 В. Обертаючи двигун підстроювального резистора R6, досягають нестійкого світіння ("блимання") світлодіода HL3. Потім підвищують напругу до 242 і аналогічним чином регулюють підстроювальний резистор R5, орієнтуючись на стан світлодіода HL2. Після регулювання двигуна підстроювальних резисторів слід закінчити нітрофарбою. Далі, відключивши блок від мережі, переводять змінний резистор R16 положення мінімального, a R20 - максимального опору. Встановлюють (за допомогою ЛАТР) мережну напругу рівним 220 і включають блок. Повинні запалитися світлодіоди HL1 і HL5, приблизно через 5 хв світлодіод HL1 повинен згаснути. Тривалість його свічення та блокування пуску компресора при необхідності змінюють, підбираючи резистор R2. Для полегшення подальшого регулювання входи елемента DD1.1 (висновки 8, 9) тимчасово з'єднують перемичкою з ланцюгом +9, наприклад, з виведенням 14 мікросхеми DD1. Терморезистор RK1 занурюють у лід, що тане. Після стабілізації температури плавно збільшують опір змінного резистора R16, домагаючись спрацьовування реле К1, запалювання світлодіода HL4 і згасання HL5. Зворотне перемикання має відбутися при невеликому зменшенні опору резистора R16. Гістерезис (різниця положень двигуна змінного резистора R16 при спрацьовуванні та відпусканні реле) повинен зростати зі зменшенням опору змінного резистора R20. Після закінчення перевірки раніше встановлену тимчасову перемичку видаляють. Перед включенням холодильника з новим блоком управління двигуни змінних резисторів R16 і R20 встановлюють середні положення. Давши холодильнику попрацювати достатній для стабілізації температурного режиму час, слід переконатися, що іній, що утворюється на задній стінці камери холодильної під час роботи компресора, відтає в паузі. Якщо цього немає, потрібно змінним резистором R20 збільшити гістерезис. Середню температуру камери змінюють змінним резистором R16. Якщо за допомогою змінних резисторів потрібного температурного режиму досягти не вдається, слід підібрати резистори R14 та R15. У деяких холодильниках передбачено автоматичне розморожування морозильної камери - через кожні 8...10 год роботи автоматика примусово відключає компресор на деякий час, протягом якого працюють спеціально встановлені нагрівальні елементи. У цьому режимі компресор не працює навіть при реле К1, що спрацював, і світлодіоді HL4, що горить. Подібну ситуацію не слід плутати з теплового реле захисту двигуна компресора, що виникає при спрацьовуванні, яку супроводжують ті ж ознаки. Відрізнити планове відключення компресора від аварійного досить просто. В останньому випадку встановлений у морозильній камері вентилятор продовжує працювати (при зачинених дверях). Блок можна встановлювати і в компресорні холодильники інших моделей, змінивши з урахуванням їх особливостей розміщення термодатчика, органів регулювання та індикації, а за потреби і розміри друкованої плати. Видаливши елементи терморегулятора - терморезистор RK1, мікросхему DA2, діод VD3, резистори R12-R16, R20, R21, конденсатори С4, С5 - і з'єднавши лівий за схемою виведення резистора R23 з виходом елемента DD1.2, блок можна використовувати для захисту будь-яких коливань напруги. література
Автор: А.Москвін, м.Єкатеринбург
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Віруси небезпечніші для чоловіків, ніж для жінок ▪ Об'єктив Tamron 16-300mm F/3.5-6.3 Di II VC PZD Macro (Model B016)
▪ розділ сайту Охорона та безпека. Добірка статей ▪ стаття Курча теж хоче жити. Крилатий вислів ▪ стаття Чи можна побачити бактерії неозброєним поглядом? Детальна відповідь ▪ стаття Обойщик. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Автоматичне увімкнення телевізора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page