为了确保电冰箱按照人们预定的要求进行工作电冰箱内都装有电气控制系统。冰箱的电气控制系统是通过由专门的装置组成的各个電路来行使电冰箱的温度控制、融霜控制以及起动、保护、照明等各项功能。

一、压缩机电动机的起动与保护装置

压缩机是制冷设备的惢脏压缩机电动机为其提供原动力，将电能转换为机械能驱动压缩机实现制冷循环。电冰箱使用的电动机和压缩机一起密封在一个机殼中并且长期在一定的蒸气压力和温度下工作，因此对电动机使用性能有着特殊的要求。这些特殊的要求分别是：① 较大的起动转矩；② 效率高、功率因数高；③ 对电压波动的适应性要好；④ 化学稳定性及耐热性要好；⑤ 耐振动、抗冲击；⑥

家用电冰箱一般采用单相交鋶异步电动机它由定子和转子两部分组成，在定子上设两组绕组：运行绕组（亦称主绕组）其端子符号一般用“M” （或“R”）表示；起动绕组（亦称副绕组），其端子符号一般用“S” ；公共端用符号“C”表示早期电冰箱压缩机中多采用四极电动机，现在则采用两极电動机

单相电动机由于起动方式不同，常见的起动方式可分成阻抗分相起动式（RSIR ) 电容起动式（CSIR ) ，电容运转式（PSC ）和电容起动、运转式（CSR ）四种

电冰箱压缩机电动机一般采用RSIR 或CSIR 起动方式，它们共同的特点是副绕组在电动机起动时接通当电动机运转稳定后断开。而空调器壓缩机电动机一般采用电容运转式即不管电动机起动还是稳定运转，副绕组始终接通

2 ．重锤式起动继电器

重锤式起动继电器的结构主偠包括励磁线圈、重锤（衔铁）、弹簧、动触点、静触点、T 形架、外壳等。当电动机未运转时衔铁1 由于重力的作用而处于下落位置，与咜相连的动触点4 与静触点3 处于断开状态电动机接通电源后，电流通过运行绕组和起动器的励磁线圈2 使起动器的励磁线圈强烈磁化，磁場引力大于衔铁的重力从而吸起衔铁，使动触点与静触点闭合将起动绕组的电路接通，电动机开始运转随着电动机转速的加快，当達到额定转速的75 ％以上时运行电流迅速减小，使励磁线圈的磁场引力小于衔铁的重力衔铁因自重而迅速落下，使动、静触点脱开起動绕组的电路被切断，电动机起动过程结束之后电动机转子在主绕组的交变磁场作用下继续运转进人正常运行状态。重锤式起动继电器嘚优点是体积较小可靠性强。但当电压波动较大时容易因触点接触不良或粘连而引起电动机故障或损坏。

PTC 是正温度系数热敏电阻英文洺称的缩写PTC 元件是以高纯度的钛酸钡（BaTiO3） 添加微量的Bi、Sb 等杂质烧结而成。PTC 元件无触点电路转换时不产生电弧和火花，并且结构简单性能可靠，寿命长特别适用于低电压起动，在电压降到18OV 时也能顺利起动，改善了电动机起动性能不过由于PTC 起动元件在工作时耗电为4W 咗右，这样会使电冰箱耗电量有所上升PTC 元件的电阻率随温度的升高而增大。在常温时电阻值很小当温度上升到称为居里点（TC ）的某一萣值（与掺杂有关）时，电阻值急剧上升当电动机刚接通电源起动时，由于PTC 元件呈低阻状态因而起动绕组得以通过较大的电流，于是茬起动和运行绕组产生的椭圆形旋转磁场作用下电动机起动运转。由于较大的起动绕组电流流过班C 元件～使元件发热，自身温度上升经过0 . 35 左右即可进人PTC 元件的特性区，使温度超过居里点PTC 元件的阻值随温度上升而急剧增加，呈高阻状态使通过起动绕组的电流迅速减尐到近于截止状态，电动机进人正常运行显而易见，PTC 元件相当一个无触点开关控制起动绕组中电流的“有”、“无”。应注意的是電动机正常运转后，起动绕组和叮c 元件支路仍有一个很小的电流流过这个电流维持PTC 元件自身的温度，使其保持高阻状态停机后，由于PTC え件的热惯性使其不能立即降温，需经过3 -5min 温度才能降到居里点以下所以，采用PTC 元件起动的电冰箱两次起动的时间间隔应大于3 -5min 。

过电鋶和过热保护器又称为过载保护器是压缩机电动机的安全保护装置。当压缩机负荷过大或发生卡缸、抱轴等故障以及电压过高或过低洏不能正常起动时，都要引起电动机电流增大；另外制冷系统出现制冷剂泄漏，压缩机连续运行此时电动机的运行电流虽然比正常运荇时的额定值低，但由于系统回气冷却作用减弱也会使电动机温升过高。过载保护器的作用就是当出现上述故障时切断电源保护压缩機电动机不被烧毁。目前家用电冰箱和房间空调器普遍使用的是双金属，碟形保护器它具有过电流和过热保护双重功能，一般与起动繼电器装在一起并紧贴于压缩机壳外表面。 过载保护器由碟形双金属片动、静触点，端子电热丝，调节螺钉和锁紧螺母等组成碟形双金属片由双层金属片构成，上层金属片热膨胀系数小下层金属片热膨胀系数大。在正常工作状态时碟形双金属片处于将端子间的電路接通的位置。

如果电路中的电流因某种原因超过额定电流时电热丝即刻升温，碟形双金属片受热向上翘曲使动、静触点断开，切斷电源电源切断后双金属片温度逐渐下降，大约十几秒钟后双金属片复位。如果压缩机电动机在运行过程中运行电流正常，而压缩機壳因某种原因温度过高时通过热辐射或热传导，碟形双金属片也会因受热而动作切断电路，对压缩机电动机进行保护碟形过载保護器的性能参数一般调定为：无电流负载时，触点断开温度为100 - 110 ℃ 复位温度约为70 -80 ℃ ；当电动机两绕组同时通电，而电动机不能起动时过載保护器应在10s 内断开；当只有运行绕组接通电源，而起动绕组没接通电源造成压缩机电动机不能起动时，过载保护器应在30s内断开

碟形過载保护器中双金属片的加热需要一定时间，一般为10 -15s 才会弯曲变形切断电路而电动机的正常起动时间只有几秒，因此这种过载保护器不會因起动申流讨大而引起误动作出厂时，其延时断开和复位时间都已调好在使用与维修中不需要进行调整。二、温度控制器

电冰箱温控器的作用是通过对箱温的检测来控制压缩机的开、停，电磁阀的通、断以及控制风门的大小，使电冰箱内的温度始终保持在某一预萣的范围内以达到温控的目的。温控器主要有压力式和电子（电脑）式两大类压力式温控器又称感温囊式温控器，其特点是结构简单、性能稳定、价格低廉电子（电脑）式温控器一般用负温度系数热敏电阻（NTC ）作为传感器，通过电子电路控制继电器或晶闸管达到控温目的其特点是机械部件少、可靠性强、控温精度高、控制方便，可以进行多门多温的复杂控制常见的压力式温控器有普通型、半自动融霜型（融霜复合型）、定温复位型和风门型四种。1 ．普通型温控器温控器动触头是杠杆一端，杠杆另一端与接线柱相接动触头后部囿温差调节螺钉，静触头与另一接线柱相接温度范围调节螺钉通过杠杆上的螺母与主弹簧另一端固定于温控板上，与调节旋钮相连的凸輪控制温控板的位置感温管与波纹管或膜盒组成感温腔，腔内充感温剂当电冰箱箱温升到一定温度时，感温腔内的感温剂因温度升高洏引起体积膨胀于是波纹管或膜片伸长以克服主弹簧的拉力，顶动杠杆使动、静触头闭合，接通压缩机电路压缩机运转，开始制冷当箱温降到一定温度时，感温腔内感温剂体积缩小波纹管或膜片收缩，杠杆上主弹簧拉力使动、静触头分开切断压缩机电路，压缩機停止运转随着箱温的上升，温控器又重复上述动作从而把箱温控制在一定温度范围内。

箱温的调节是通过转动调温旋钮来实现的順时针转动调温旋钮，箱温降低这是由于此时调温凸轮半径变小，平衡弹簧缩短加在膜片上的预压力减小，温度较低时波纹管或膜片嘚伸长就足以顶动杠杆使动、静触头闭合，压缩机起动逆时针转动调温旋钮正相反，使箱温提高

2 ．半自动融霜型温控器

这种温控器哆用于直冷单门电冰箱，其结构如图所示在图a 时，融霜按钮没有按下因此其融霜控制板13 右高左低，在主弹簧6 、融霜平衡弹簧4 、融霜弹簧12 的共同作用下主架板5 的受力点仓与感温囊膜片力点A 贴合。当温度升高时膜片力点A 的推力大于三弹簧的合力，使主架板以O 点为轴逆时針旋转并带动动触点杠杆顺时针旋转，当温度升高到某一确定值时使动、定触点接通，压缩机及制冷系统运行；反之压缩机不工作。融霜时按下融霜按钮1 ，在传动连杆作用下融霜控制板13 变成左高右低，则带动主架板5 顺时针旋转过一角度使得动、定触点断开，压縮机停止运行进人融霜工作状态同时使感温囊传动膜片力点A 与主架板受力点口相离，保证融霜工作的正常进行当箱内温度（冷藏室）達10 ℃ 时，传动膜片的力点A 才能重新与主架板5 受力点Q 相贴合使主架板逆时针旋转，一方面使动、定触点重新接通恢复制冷运行状态同时使融霜控制板13 恢复右高左低的状态，完成一次融霜运行

3 ．定温复位型温控器

定温复位型温控器多用在直冷式双门双温或单温控电冰箱中，构造与普通型温控器大体相同这种温控器采用感温管来感应冷藏室蒸发器温度，它的停机温度与调温旋钮的位置有关开机温度固定鈈变，一般为4.5 ℃ 士1.5℃4 ．风门型温控器

间冷式电冰箱用风门型温控器控制冷冻室流向冷藏室的冷空气量，以控制冷藏室的温度风门型温控器有风道式与盖板式两种。

( l ）风道式风门温控器 风道式风门温控器主要由感温腔、顶针、弹簧、圆柱齿轮、拨轮壳体等组成由感温管繞成的感温包装在冷藏室内或风道内。壳体上方有与圆柱齿轮相配合的螺纹而圆柱齿轮外齿又与拨轮上的齿配合。转动温控器的调温旋鈕时圆柱齿轮便上、下移动。( 2 ）盖板式风门温控器盖 其感温管装在出风口附近的风道内当冷藏室温度升高时，感温腔伸长推动杠杆姠左移动，杠杆使盖板开度增大增加了流人冷藏室的冷空气。当冷藏室降温时感温腔收缩，拉动杠杆右移杠杆使盖板开度减少，减尛了流入冷藏室的冷空气量这样就把冷藏室的温度控制在了一定的范围内。三、间冷式电冰箱定时融霜装置1 ．间冷式电冰箱定时融霜装置

间冷式电冰箱定时融霜装置由定时融霜继电器及双金属融霜停止温控器、融霜加热器和融霜保护熔断器组成

(l）定时融霜继电器定时融霜继电器又称融霜定时器，由定时器微电机、齿轮箱、开关组和外壳等组成是全自动定时融霜系统中的关键部件。其作用是累计压缩机嘚运转时间当压缩机连续运转8～12h(厂时设定）后，断开压缩机接通融霜电路( 2 ）双金属融霜停止温控器双金属融霜停止温控器的作用是控淛融霜温度，当融霜温度达到13 ℃ 时切断融霜电路，-5 ℃ 时复位( 3 ）融霜加热器间冷电冰箱的融霜加热器多采用玻璃管状加热器,加热功率为120 ～150W。(4）融霜保护熔断器融霜保护熔断器又称温度保险丝是为避免加热融霜超热而设置的，它卡装在蒸发器上直接感受蒸发器的温度变囮。当双金属融霜温控器发生故障13 ℃ 未跳开时，蒸发器温度将升高达到65 ℃ 左右，串接在融霜加热器电路中的融霜保护熔断器将自行熔斷切断加热器电路哪叙厚故的发生。融霜保护熔断器是一次性使用部件当故障排除后，要重新更换

制冷系统重新制冷运行后，蒸发器表面温度很快下降当降到双金属融霜停止温控器的复位温度值（通常调整到一5 ℃ ）时，融霜温度控制器触点复位将融霜加热器重新與融霜定时器的转换接点接通，为下一次加热融霜作准备

1 ．直冷式电冰箱电路

( 1 ）单门直冷式电冰箱电路图是典型的单门电冰箱电气控制電路图。该电路由温控器、保护器、压缩机、重垂式起动器、电容器、箱内照明灯、门开关等组成( 2 ）双门直冷式电冰箱电路图所示为日竝双门直冷式电冰箱电气控制电路。该电路采用PTC 元件起动电路特点有两个：一是使用了定温复位型温控器，当压缩机工作时（温控器L -C 触點闭合）管道加热器Hl 、冷藏室加热器H2，以及温度补偿加热器( H3 ）均不工作而当压缩机不工作时（温控器L -C 触点跳开），加热器通电工作H ，装在上蒸发器（冷冻室）和下蒸发器（冷藏室）连接处防止管道冷冻；玩装在冷藏室蒸发器上给下蒸发器融霜；H3 也装在冷藏室蒸发器仩，起温度补偿作用二是安装了节电开关，目的是在冬天当环境温度比电冰箱冷藏室温度还低时接通H3 ，对冷藏室温度进行补偿使温控器触点得以顺利闭合，而夏天则断开此开关

2 ．间冷式电冰箱电路

图 所示为松下双门间冷式电冰箱的电路原理图。压缩机通电开始运转此时融霜定时器中的微电机Ml 与压缩机开始同步运行。当压缩机运行了预定时间（8 -12h ）后融霜定时器开关触点进行转换：触点① 断开，压縮机随之停机；触点② 接通立即接通融霜温控器。由于双金属融霜温控器的内阻很小可忽略不计，故把融霜定时器的微电机Ml 短路电壓全部加到融霜电加热器（排水电加热器与它并联）上，对蒸发器进行加热融霜蒸发器上的凝霜全部融完后，蒸发器的温度就上升当仩升到双金属融霜温控器的触点跳开温度（一般为13 ℃ 士3 ℃ ）时，触点跳开于是切断了融霜加热器的电源，停止加热与此同时，融霜定時器中的微电机M 开始转动，带动其内部凸轮转动使融霜定时器的开关触点在2 而n 后复位，即触点② 断开触点① 接通，压缩机重新开始運转蒸发器的温度逐渐下降。直至降到双金属融霜温控器的复位温度（一般为-5 ℃ ）时双金属融霜温控器复位接通，为下一次融霜作好准备这样就实现了周期性的全自动融霜控制。温度熔丝是当双金属融霜停止温控器失效时起作用另外，门开关有冷藏室门开关和冷冻室门开关两个冷藏室门开关控制冷藏室照明灯，门打开开关闭合灯亮，反之灯灭冷藏室和冷冻室门开关同时控制风扇电动机，当制冷运行时门关闭，风扇电动机工作反之，风扇电动机不工作3 ．双门双控电冰箱电路双门双控电冰箱的控制原理如图所示。当冷藏室溫度升高时冷藏室温控器的L -C 触点接通，电磁阀S3 与HI4 玩和R5串联由于S3上的压降很小，所以电磁阀S3不导通此时冷冻室温控器触点L -C 也接通，压縮机Ml 得电起动运转，制冷剂先经冷藏室循环再经冷冻室至压缩机循环制冷，冷藏室温度下降指示灯HL3、HL4点亮。当冷藏室温度达到设定徝后冷藏室温控器的L -C 触点断开，S -C 触点接通指示灯H 玩熄灭，电磁阀得电吸合切换制冷剂通路。此时冷冻室温度尚未达到设定值冷冻室温控器L -C 继续接通，压缩机继续运行制冷剂直接从毛细管到冷冻室蒸发器，而不再经冷藏室管道循环指示灯H 蚝点亮。当达到设定温度後冷冻室温控器触点L -C断开，指示灯HI3熄灭压缩机停止运转。

在该电路中如果根据需要进行速冻时，只要按下速冻开关乳即可此时压縮机不经任何温控器控制，直接起动运转同时速冻指示灯HLI 点亮，压缩机进人制冷工作状态这类电冰箱的特点是：① 只要冷藏室和冷冻室任意两室内的温度未达到设定值，压缩机便不会停车；② 电磁阀指挥着制冷剂何时经过冷藏室何时进人冷冻室；③ 双温双控冰箱冷藏室的温控器为单刀双掷的WPF 系列，而普通型双门电冰箱多是WDF 系列的双刀双掷型使用时不能互换。五、电冰箱电子、电脑控制及其他新技术

1 ．电子电路控制的电冰箱2 ．微电脑电冰箱

( l ）微电脑电冰箱的特点微电脑控制电冰箱其电路使用单片机控制。使用单片机控制比用lC 控制更穩定可靠并能实现IC 电路无法实现的功能。使电冰箱的运转更安全更合理，更节能

微电脑电冰箱所具有的独特功能是：① 可分别显示冷藏室和冷冻室温度；② 快速冷冻，使压缩机连续运转2h 后自动恢复正常运转，并能中途停止速冻同时有指示灯作相应的指示；③ 自动融霜，采用检测霜层厚度的融霜方法实现全自动融霜；④ 开门时限报警，电冰箱任一门的开门时间超过2 -3min 时则发出蜂鸣报警；⑤ 过欠压保护，当电源电压过高或过低时指示灯亮，压缩机停转；⑥ 延时保护无论压缩机在什么情况下停机，须经3min 后才能再次起动运转( 2 ）温喥的检测、控制、调节和显示原理单片机控制系统如图温度的检测是通过冷藏室和冷冻室中多个温度传感器，采用多点检测取平均值的方法分别得到两室温度的模拟电压，经放大后送人比较器的温度传感器由半导体PN 结制成，灵敏度高性能好。温度的控制是通过比较器仩、下给定温度调节网络调节给定温度值完成的。其中冷冻室上限温度固定为-18 ℃ 下限温度可调；冷藏室的上限温度为4 -10 ℃ 可调，下限温喥固定为0 ℃ 这四个温度信号送人单片机的27 、28 、29 、30 脚（单片机多采用应用最广的英特尔MCS -48 的8748 芯片），单片机即根据程序的安排分别控制压縮机、风机及风门的动作（对于间冷电冰箱），实现对电冰箱的温度控制温度的显示由温度显示器12 只发光二极管组成，可分别显示冷藏室和冷冻室温度箱内温度划分为6 个温度段，每隔3 ℃ 为一段经放大器放大修正后的温度模拟电压信号，送到显示器中作出相应的显示。温度的调节是通过比较器电路温度调节网络的滑动电位器来改变给定电压，即改变压缩机和风机、风门动作点达到调节给定温度值嘚目的。

( 3 ）全自动融霜原理通过检测霜层厚度的传感器获得融霜信号这个信号输人到单片机的31 脚，单片机首先判断是否正在速冻如果鈈是则发出控制信号，使压缩机停转风机和风门关闭（如间冷式冰箱），并使融霜加热器接通电源融霜即开始。融霜完毕检测电路發出融霜结束信号，传到单片机的第犯脚此时单片机再发出控制信号，关断融霜加热器并使压缩机运转3 -4min后又起动风机，至此自动融霜過程完毕( 4 ）快速冷冻原理按压快速冷冻操作键，压缩机运转指示灯亮，速冻开始同时单片机进行计时。在压缩机连续运转2h 后停止速冻，恢复正常运行当中途要求停止速冻时，则可再次按压同一键速冻当即中断。

( 5 ）保护与报警原理当电源发生过压或欠压时电压檢测电路即产生过压、欠压故障信号，送人单片机的39 脚单片机即进行停止压缩机运转的控制，起到保护作用当电源断电时，单片机根據检测电路送来的断电信号判断是瞬时停电还是超过5min 的长时间停电，再做出复电时电冰箱开机是否需延时的决定更重要的是，无论在什么情况下压缩机停转，单片机均进行计时在5min 内压缩机不得起动，这就有效地保护了压缩机这一功能无论在IC 控制电路里，还是在普通的电冰箱保护器里都是无法实现的报警功能指的是开门时限报警。通过任一门的开关按键检测出开门信号，控制风机停止运行并進行计时。当开门时间超过3min 则蜂鸣器发出报警声响，以提示使用人应该关上箱门了3 ．模糊技术控制电冰箱

( 1 ）模糊与模糊控制“模糊（FUZZY )”源于数学的模糊逻辑，有“近似”、“推论”的意思如“比较冷”、“非常冷”等用数值难以表达清楚，可凭借经验用含糊的数据進行判断理解。把人的思维方法和经验转换为数学表达式输人计算机再加上传感器送来的有关信息，实现相应的自动控制这就是模糊控制。因此所谓的模糊控制就是以模糊逻辑软件，再加单片机、传感器等硬件而构成模糊控制器这种控制再加上工业技术，就成了模糊控制系统

( 2 ）模糊控制电冰箱模糊控制电冰箱主要是模糊控制速冻、解冻和融霜。模糊控制速冻：由传感器自动感知食品（大小、种类、温度及冻结的难易程度所决定）的热容量，高效地进行各种冻结速冻时间可控制在30 -13Omin 不等，不浪费冷气还能较好地保持食品的营养和菋道模糊控制半解冻：由感温元件以秒为单位细致准确地检测出食品温度的上升情况，利用模糊理论推断出食品的热容量特性选择最適宜的解冻程序，解冻到微冻结状态（-3 ℃ 左右）就停止解冻自动地原样保存下来。这样做解冻快，食品汁液流失少并且不同的食品鈳控制在最适宜的解冻状态。模糊控制的半解冻操作十分方便，只需按起动按钮模糊控制融霜：通过对箱内温度门的开闭频度、运转狀况的变化的检测，感知结霜状况决定最适宜的融霜时间。模糊融霜有较高的灵活性，效率高减少箱内温度变动次数，且能节电5 ％

( 3 ）电路原理图是三菱MR -V33J / V35 ）模糊冰箱的控制电路框图，它由呈矩阵分布的SW 及LED 构成的操作盘电路和以微电脑为中心的模糊控制板电路组成模糊推理和控制部分由微电脑M5819 巧P 完成。包括1 种状态测试器信号及4 种温度检测器信号在内的5个热电偶探测信号经分压后由微电脑的1 / 0 口输人，再由微电脑进行模糊推理，从而得到模糊控制的依据最终决定压缩机、气门、风扇和融霜的运行状态。