冰箱机械温控原理与设计VIP免费

冰箱机械温控原理与设计引子由于电子技术和显示技术的发展日新月异，在家电上新的显示和控制方式的应用令消费者目不暇接。在这个控制技术电子化和控制操作人性化的时代，讲冰箱温度的机械控制似乎有些不合时宜了。通过机械式温控器实现温度控制的方法技术落后、控制不精确，在用户操作方面也不够直观和人性化。但是机械式温度控制的方法由于其控制方式简单易行，价格低廉，而对于大多数消费者来说，并不需要很精确的温度控制。因此机械式温控仍然普遍地运用于家用电冰箱上。一、概述冰箱机械控制的主要部件是温控器。而温控器的感温对象则是蒸发温度（直冷）或出风温度（风冷），因此，冰箱机械控制的研究对象主要是温控器和蒸发温度（出风温度）。了解温控器和制冷系统的温度特性是进行冰箱机械控制设计的基础。二、温控器结构原理与参数特性常用的冰箱温控器为蒸汽压力式温控器。其结构原理如图1。在工作时，温控器的毛细管末端感温部感知温度的变化，由于波纹管－毛细管内的冷媒蒸汽压力随温度变化，这个压力传导给温控器主体内部的杠杆与弹簧机构，从而来控制触点的通断，由此达到以传感温度来控制电路通断的目的。主杠杆波纹管调节螺钉辅助杠杆毛细管辅助弹簧主簧螺钉辅簧螺钉调节杠杆凸轮指示板螺母螺套波形圈H-L触点安装支架强停推杆主推杆L-C触点隔板外壳控制轴主弹簧图1温控器因参数特性的不同分为定温复位型和普通型。定位复位型温控器由于接通温度在不同档位均相同而得名，断开温度一般与档位呈线性关系。普通型温控器接通温度和断开温度一般均与档位呈线性关系，而且大多情况下，它们的温差是一定的。如图2。温度档位1243675图2（a）定温复位型温控器5763421档位温度图2（b）普通型温控器三、传感温度－时间特性由于直冷冰箱的机械温控特性具有典型性，而且目前机械温控设计比较普遍地应用于直冷冰箱，下面针对直冷冰箱阐述机械温控中传感温度随冰箱运行变化的特性。我们知道，机械温控的基本方法仍然是感知冰箱温度变化，然后将这种变化反馈到控制机构，然后再回来控制箱内温度。同其它温控方式一样，也是一个温度采集－信息反馈－控制动作－温度调整的过程。那么，为什么在直冷冰箱上温控器传感器没有直接采集箱内间室温度，而是采集蒸发温度呢？一般情况下，箱内间室温度的波动不过5度左右，而温控器批量制造误差已达到3～4度，再考虑到温控器传感器装配等因素产生的采集误差，取间室温度做为采集温度显然是不合适的。而蒸发温度的变化特性恰好弥补了温控器制造误差这一缺陷。首先，在制冷循环中蒸发温度波动很大，波动区间在室温至零下30℃之间；其次，它的变化基本与箱内间室温度同步。既然对于直冷冰箱，选择蒸发温度做为传感器采集温度，那么了解蒸发温度的变化特性是非常必要的。在了解蒸发温度之前，我们首先来看看，对于温控器来说，什么样的感温曲线是合适的。如图2所示，无论对于定温复位型还是普通型温控器，其断开温度随档位的变化一般都是线性的，因此，线性的感温曲线自然是很合适的，优点是使得温控器各档位控制压缩机运行的时间是呈均匀分布的，即控制灵敏度是均匀的。如图3。温度(℃)时间(min)开机停机箱内间室温度蒸发温度停机温度4321567传感温度温控器档位图3这要求蒸发温度随时间变化也必须是线性的，但这显然行不通。从冰箱传热角度来看，理想的蒸发温度曲线应该是矩形曲线，这样能够最有效地利用传热温差，提高制冷效率。实际的蒸发温度和感温温度变化如图4，并不是矩形波形的曲线或线性曲线，而是一种近似双曲线的曲线，为了便于分析，现将曲线分成3段：速降段、过渡段、平稳段。这里引入一个概念，曲线斜率。显然线性感温曲线的斜率在各点上是一样的，而实际蒸发温度曲线的斜率在各点上是不同的，在3个阶段上呈现不同特征，速降段斜率基本一致且很大，平稳段斜率也基本一致且很小。在上述两段上，温控器灵敏度不是很大就是很小。这就是为什么出现有时候温控器微调引起压缩机开机时间的剧烈变化，而有时候大幅调温控器，压缩机运行时间变化也不明显的原因。在过渡段上，曲线斜率不断变化但较适中，因此在这一段上较容易实现压缩机运行时间的...