1.5.2. Временное регулирование температуры в бытовых компрессинных холодильниках.
В компрессионных холодильниках регулировка теплового режима производится терморегулятором. Чувствительным механизмом терморегулятора является датчик температуры, контакты которого включают электродвигатель компрессора. В случае выхода из строя терморегулятора режим охлаждения в холодильнике полностью нарушается.
Если терморегулятор невозможно отрегулировать, а нового нет, то вместо него можно применить электронный регулятор, который регулирует режим охлаждения в камере холодильника по времени работы компрессора. Наблюдения за работой холодильника показали, что период включения и выключения компрессора составляет примерно 35...45 мин. В зависимости от положения ручки терморегулятора увеличивается или уменьшается время включения.
Если для регулирования охлаждения в камере холодильника применить режим по времени работы компрессора, то температуру можно будет поддерживать постоянной. А поскольку количество заложенных в холодильник продуктов и температура в помещении изменяются медленно, то, устанавливая регулятором продолжительность включения компрессора, тем самым устанавливаем и необходимый режим охлаждения. Управление режимом охлаждения производится одной ручкой, что привычно для пользователей. Включение компрессора производится силовой тиристорной оптопарой.
Схема устройства представлено на рис. 28 . Логические элементы DD1.1 и DD1.2 образуют схему мультивибратора. Конденсатор С1 в один полупериод заряжается через диод УD1, нижнюю часть резистора RЗ (обозначим его RЗ') и резистор R4, а в другой полупериод — через диод УD2, верхнюю часть резистора RЗ (обозначим его RЗ") и резистор R2. При показанных на схеме номиналах R2, RЗ и R4, скважность импульсов плавно изменяется резистором RЗ в пределах от 10:1 до 1:10. Период колебаний при этом почти не изменяется и составляет примерно 2400 с. Его можно подсчитать по формуле
T=1,4·(R1+R2+R3)·C1.
Транзисторы VT1, VТ2 вместе со светодиодом оптопары VU1 образуют схему электронного ключа, который управляет симметричным фототиристором оптопары.
Рис.28. Принципиальная схема электронного терморегулятора холодильника
При включении питания, когда конденсатор С1 еще не заряжен, на выходе микросхемы DD1.2 присутствует напряжение низкого уровня, которое поддерживает транзистор VТ1 в закрытом состоянии. При этом транзистор VТ2 открыт напряжением, поступающим на его базу через резистор R6. Светодиод оптопары включает фотосимистор, который коммутирует электродвигатель М1 компрессора холодильника. Первый интервал выходного напряжения длится дольше, чем последующие в установившемся режиме, и равен
t1 = 1,4·(R2 + RЗ + R4)·С1.
Когда заряжается конденсатор С1, на выходе микросхемы DD1.2 низкий уровень сменяется на высокий, транзистор VT1 открывается и закрывает транзистор VТ2. Светодиод оптопары VU1 гаснет и через симистор выключает электродвигатель компрессора холодильника. Образуется первая пауза, продолжительность которой составляет
t2=0,7·(RЗ'+ R4)·С1.
Скачок напряжения передается на вход элемента DD1.1. Напряжение, приложенное к конденсатору С1, изменяет полярность, начинается перезарядка конденсатора. При достижении порогового значения происходит новое переключение элементов микросхемы, и на выходе DD1.2 напряжение высокого уровня сменяется на напряжение низкого уровня, продолжительность действия которого равна
t3=0,7·(RЗ'+R2)·С1.
Таким образом, напряжение, периодически возникающее на выходе 13 микросхемы DD1.2, через оптопару включает и выключает электродвигатель компрессора холодильника, а изменением сопротивления резистора RЗ устанавливается время работы компрессора.
В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, переменный резистор R2 типа СП-1 с линейной характеристикой (А), конденсаторы С2 типа КМ-6, С1 и СЗ с оксидным диэлектриком типа К50-35 на номинальное напряжение 16 В, С4 -К50-35 на номинальное напряжение 25 В. Микросхема DА1 установлена без радиатора. Силовая оптопара VU1 установлена также без радиатора, так как нагрузка составляет не более 300 Вт. Понижающий трансформатор Т1 на ток нагрузки 0,25 А использован от сетевого адаптера.
Налаживание устройства следует предварительно произвести без холодильника, используя в качестве нагрузки лампу мощностью 100 Вт. Начинают налаживание с проверки питающих напряжений. Для того, чтобы уменьшить время срабатывания устройства на период наладки, рекомендуется в схеме мультивибратора временно заменить конденсатор С1 на меньшую емкость (20 мкФ). При этом период включения составит 25...30 с. Вместо резистора R7 временно устанавливают переменный резистор сопротивлением 100 Ом и, изменяя его сопротивление, устанавливают ток в цепи коллектора транзистора VТ2, равным 90...100 мА. При необходимости подбирают величину сопротивления резистора R6. Индикатором полного срабатывания симистора будет номинальное напряжение на электролампе (такое же, как в сети переменного тока). Если напряжения в сети и на электролампе отличаются, это указывает на неполное открывание фотосимистора. Изменяя сопротивление резистора R7, добиваются четкой работы симистора. Затем, поворачивая ось переменного резистора RЗ из одного крайнего положения в другое, убеждается, что скважность мультивибратора меняется плавно в соотношении от 10:1 до 1:10. После этого произвольно проводят градуировку шкалы переменного резистора.
Убедившись в работоспособности устройства устанавливают номинальную емкость конденсатора С1, а вместо переменного резистора R7 устанавливают постоянный, предварительно измерив его сопротивление. Окончательно проверяют работу устройства по часам, используя в качестве нагрузки настольную лампу. После этого можно устанавливать устройство в холодильник.
Перед этим снимают терморегулятор. Для этого вынимают пробки из задней стенки шкафа и выталкивают чувствительный элемент термосистемы в сторону задней стенки. Выводят капиллярную трубку термосистемы и свертывают ее в кольцо. Ослабляют крепление проводов, идущих к регулятору, и вынимают их. Вывернув винт, снимают ручку терморегулятора, откручивают и снимают с кронштейна терморегулятор. На место терморегулятора устанавливают электронное устройство.