CN2152192Y - 电冰箱的故障诊断保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种改进的电冰箱保护装 置。其特征是电流互感器初级串接于电冰箱电源回 路中，次级输出的信号经整流滤波后分别经电压比较 器与运行计时器复位端和过流延时电路的输入端相 连。运行计时器，过流延时电路的输出端与RS触发 器的一个输入端相连，RS触发器的一个输出端与执 行器件相连。当电冰箱出现故障，使压缩机运行不停 或过流时，运行计时器或过流延时电路输出信号，使 RS触发器翻转，执行器件切断电冰箱电源，避免了 压缩机的烧毁。

Description

本实用新型是涉及一种改进的电冰箱保护装置。

电冰箱保护器是用于保护电冰箱压缩机的。当市电高于240V或低于180V时，压缩机就不能正常工作，甚至会烧毁压缩机，保护器就自动切断冰箱电源。电冰箱在断电后，其制冷系统内高低压端压力尚未达到平衡时又供电，压缩机将不能启动出现过流现象，所以电冰箱保护器就要有5～10分钟的断电延时。上述这些就是目前现有电冰箱保护器所具有的功能。但是，电冰箱压缩机的烧毁是多方面原因的，市电过高或过低固然会造成压缩机寿命缩短甚至烧毁，而电冰箱本身出现故障也会造成压缩机寿命缩短或烧毁。比如：启动元件的损坏、制冷系统排气口的死堵等，都会造成压缩机的过流（冰箱内过流保护器出现返复的跳闸）；制冷系统的泄漏或部份堵塞、温控器损坏，会造成压缩机长时间运行不停，这些必然造成压缩机寿命缩短或烧毁。在这种情况下目前现有的电冰箱保护器是无法保护的，也是目前电冰箱本身无法克服的问题。

本实用新型的任务就是提供一种改进的电冰箱保护器。它不但具有过压、欠压、断电延时等保护功能，而且对电冰箱故障造成压缩机过流和运行不停具有诊断保护功能。

本实用新型是这样来完成任务的：在保护器中设置两个电压比较器，它们分别为过压、欠压比较器。在过压、欠压比较器的一个输入端供给一个稳定的参考电压，在再它们的另一个输入端供给一个与市电波动相一致的电压。当市电高于240V或低于180V时，过压或欠压比较器动作，其输出端输出控制信号到执行器件自动切断电冰箱电源。当市电恢复到180V～240V时，电压比较器又输出信号，经断电延时电路延时5～10分钟后去控制执行器件自动接通电冰箱电源。在保护器中同时设置了电流互感器、计时器、双稳态触发器、电压比较器等。电流互感器串接于电冰箱电源回路中，压缩机工作时电流互感器就输出反应压缩机工作状况的信号电压。压缩机进入正常运行时，电流互感器输出反应缩机正常运行的信号电压，此电压经一电压比较器比较去控制计时器、即计时器在每次压缩机开始运行时就进入计时。当电冰箱出现故障，使压缩机运行不停，且超过计时器调定的计时时间时，计时器则输出信号去触发双稳态触发器，双稳态电路翻转，使执行器件自动切断电冰箱电源，且执行器件不再接通冰箱电源。电冰箱出现故障使压缩机过流时，电流互感器输出较高的过流信号电压。此信号电压使过流延时电路开始工作，在冰箱内过流保护器尚未保护之前，过流延时电路输出信号，去触发双稳态触发器，双稳态触发器翻转，使执行器件自动切断电冰箱电源，且执行器件不再接通电冰箱电源。过流延时电路的延时时间小于冰箱内过流保护器的过流保护时间（6～14秒），又大于压缩机正常启动所需的时间（0.5～2秒）。

本实用新型是在现有的电冰箱保护器的基础上增加了电冰箱的故障诊断保护电路，所以结构简单。电冰箱的故障主要表面为压缩机的过流或运行不停，所以本实用新型对压缩机的保护是有效果的。

本实用新型的实施例结合附图详细加以说明。

图一是本实用新型的基本原理图。欠压比较器（3）、过压比较器（4）的同相输入端是由三端稳压器（13）供给的一定值参考电压，它们的反相输入端分别与可调电阻（1）（2）相连。可调电阻（1）（2）用于调节欠压、过压比较器（3）（4）的反相端电位，以确保市电低于180V或高于240V时欠压比较器（3）或过压比较器（4）能有效动作。欠压比较器（3）的输出端与过压比较器（4）的反相输入端相连，过压比较器（4）输出端与由电阻（6）、电容（7）组成的断电延时电路的输入端相连，电阻（6）上并联一只放电二极管（5）。或非门（8）（10）作为断电延时电路的信号整形电路，与断电延时电路的输出端相连。或非门（8）的输出端接有延时指示发光二极管（9）及或非门（10）的输入端。或非门（10）的输出端接驱动三极管（11）基极，驱动三极管（11）集电极接有继电器（12），继电器（12）的常开触点（19）串接于电冰箱电源回路中。（20）是电冰箱插座，（34）是本装置电源开关。若市电在180～240V时，欠压比较器（3）的同相输入端的参考电位小于其反相输入端的电位，欠压比较器（3）输出端输出低电位，不影响过压比较器（4）的反相输入端电位。过压比较器（4）的同相输入端的参考电位高于其反相输入端的电位，其输出端输出高电位。此时，电流经断电延时电路中的电阻（6）向电容（7）充电，由于电阻（6）的阻值较大，充电电流较小，经5～10分钟后，电容（7）两端电压达到了一定值，使或非门（8）输出端从高电位变为低电位，延时指示发光二极管（9）熄灭，同时或非门（10）输出端从低电位变为高电位，驱动三极管（11）从截止转为导通，继电器（12）得电，其常开触点（19）闭合，电冰箱插座（20）两端才有电压，电冰箱开始工作。若市电低于180V时，欠压比较器（3）的反相输入端电位随之变低，且低于其同相输入端的参考电位，其输出端从低电位变为高电位，使过压比较器（4）的反相输入端电位升高，于是过压比较器（4）输出端从高电位变为低电位；若市电高于240V时，欠压比较器（3）的反相输入端电位随之升高，其输出端输出低电位不变，过压比较器（4）的反相输入端电位随市电升高，且高于其同相输入端参考电位，其输出端从高电位变为低电位。所以市电低于180V或高于240V时，过压比较器（4）总是从高电位变为低电位，此时，断电延时电路中的电容（7）通过二极管（5）向过压比较器（4）的输出端快速放电。当电容（7）两端电压低于一定值时，或非门（8）的输出端从低电位变为高电位，延时指示发光二极管（9）点亮，同时或非门（10）输出端从高电位变为低电位，驱动三极管（11）由导通转为截止，继电器（12）失电，其常开触点（19）跳开，电冰箱插座（20）两端电压为0V，电冰箱停止工作。

电流互感器（21）是在截面为15mm×10mm的铁芯上初级用

0.80的漆包线绕5匝，次级用φ0.10的漆包线绕650匝而成。其初级串接于电冰箱电源回路中，次级与整流管（22）、滤波电容（23）、稳压管（24）、电阻（25）等组成的整流滤电路的输入端相连。电压比较器（26）的反相输入端和电压比较器（27）的同相输入端与整流管（22），滤波容（23），稳压管（24），电阻（25）等组成的整流滤波电路的输出端相连。由三端稳压器（13）稳压后的电压供给电压比较器（26）的同相输入端0.5V参考电压，供给电压比较器（27）的反相输入端3V参考电压。可调电阻（28）、电容（29）组成过流延时电路，其输入端与电压比较器（27）的输出端相连，调节可调电阻（28），使过流延时电路的延时时间为3～4秒。压缩机运行计时器（32）是带振荡器的14位二进制串行计数器MC14060，电容（30）、可调电阻（31）是压缩机运行计时器（32）的计数定时元件，调节可调电阻（31）可改变压缩机运行计时器（32）的振荡频率，使其输出端Q13、Q14输出的定时时间分别为60分钟和120分钟。压缩机运行计时器（32）的复位（R）端与电压比较器（26）的输出端相连，其输出端Q13、Q14经计时转换开关（33）转换后与可调电阻（28）、电容（29）组成的过流延时电路的输出端相连，又与由或非门（16）（17）组成的RS触发器的一个输入端相连。或非门（16）（17）组成的RS触器的另一个输入端与电容（15）、电阻（14）组成的复位电路相连，此RS触发器的一个输出端与故障指示发光二极管（18）相连，另一个输出端与驱动三极管（11）的基极相连。本保护器在接上市电，接通电源开关（34）的瞬间，由于或非门（16）（17）组成的RS触发器复位电路中的电容（15）两端电压不能跳变，所以电阻（14）两端电压为三端稳压器（13）输出的电压值，同时可调电阻（28）、电容（29）组成的过流延时电路和压缩机运行计时器（32）的输出都为低电位，从而使RS触发器中的或非门（16）输出为低电位，或非门（17）输出为高电位，不影响驱动三极管（11）的基极电位。当电冰箱在正常工作时，电流互感器（21）次级感应到的信号电压经整流管（22）整流，滤波电容（23）滤波后，在电阻（25）两端得到约1V的电压，此电压直接加在电压比较器（26）的反相输入端和电压比较器（27）的同相输入端。由于电压比较器（27）的反相输入端有3V的参考电压，其输出低电位不变，可调电阻（28）、电容（29）组成的过流延时电路不工作；电压比较器（26）的同相输入端只有0.5V的参考电压，其输出端从高电位变为低电位，使压缩机运行计时器（32）的复位（R）端电位变低、压缩机运行计时器（32）开始计时，即压缩机运行计时器（32）在每次压缩机运行时就进入计时。当电冰箱出现故障，使压缩机运行不停，且超过压缩机运行计时器（32）所调定的计时时间（60分钟或120分钟）时，则压缩机运行计时器（32）的Q13或Q14端输出高电位，使由或非门（16）（17）组成的RS触发器翻转，RS触发器中的或非门（16）输出从低电位变为高电位，故障指示发光二极管（18）点亮，同时或非门（17）输出从高电位变为低电位，使驱动三极管（11）基极电位变低而截止，继电器（12）失电，其常开触点（19）跳开，电冰箱插座（20）两端电压为0V，电冰箱停止工作。此时，电冰箱电源回路中电流为零，电流互感器（21）次级无信号电压输出，整流二极管（22）、滤波电容（23）等组成的整流滤波电路也无输出，电阻（25）两端电压为0V，电压比较器（26）输出从低电位变为高电位，使压缩机运行计时器（32）不工作，其输出端Q13或Q14被清零。当电冰箱出现故障，使压缩机过流时，电流互感器（21）次级输出较高的信号电压，经整流管（22）整流，滤波电容（23）滤波后，在电阻（25）两端可得到约4V的电压。由于电压比较器（27）的反相输入端只有3V的参考电压，所以其输出端输出从低电位变为高电位，此时，电流经可调电阻（28）向电容（29）充电，经3～4秒电容（29）两端电压达到了一定值，使或非门（16）（17）组成的RS触发器翻转，或非门（16）输出从低电位变为高电位，故障指示发光二极管（18）点亮，或非门（17）输出从高电位变为低电位，使驱动三极极（11）基极电位变低而截止，继电器（12）失电，其常开触点（19）跳开，电冰箱插座（20）两端电压为0V，电冰箱停止工作。此时电冰箱电源回路中电流为零，电流互感器（21）次级无信号电压输出，整流管（22）、滤波电容（23）等组成的整流滤波电路无输出，电阻（25）两端电压为0V，电压比较器（26）输出从低电位变为高电位，使压缩机运行计时器（32）不工作，且被清零；电压比较器（27）输出端从高电位变为低电位，电容（29）经过电压比较器（27）的输入端放电。压缩机在启动的瞬间电流也较大，电流互感器（21）次级会感应到较高的信号电压，经整流管（22）、滤波电容（23）整流滤波后，在电阻（25）两端也会得到约4V的电压，使电压比较器（27）输出端变为高电位，但由于可调电阻（28）、电容（29）组成的过流延时电路的延时时间为3～4秒，大于压缩机的正常启动所需的时间（0.5～2秒），所以不会出现误动作，同时过流延时电路的延时时间小于电冰箱内过流保护器的过流保护时间（6～14秒），在压缩机过流时又有效地保护了压缩机。电冰箱温度达到后，压缩机停止工作，电冰箱内的化霜电路，照明灯泡、风冷电机工作时由于它们的功率小，电流互感器（21）感应的信号电压很微弱，经整流管（22）、滤波电容（23）整流滤波后，在电阻（25）两端得到小于0.5V的电压，不会造成电压比较器（26）输出端电位变化，压缩机运行计时器（32）不工作。可调电阻（1）（2）为10KΩ。放电二极管（5）、整流管（22）为1N4001。断电延时电路中电阻（6）为5.1MΩ，电容（7）为100μ／16V。驱动三极管（11）为3DG12，继电器（12）为JZC－21F、触点容量为220 5A。电阻（14）为10KΩ，电容（15）为1μ／16V。滤波电容（23）为3.3μ／16V，稳压管（24）用于防止电压比较器（26）（27）的输入端电压过高而损坏，为6.5V／0.5W，过流延时电路中的电阻（28）为600KΩ可调，电容（29）为10μ／16V钽电容。运行计时器（32）的计数定时电阻（31）为25KΩ可调，电容（30）为10μ／16V。电压比较器（3）（4）（26）（27）为LM324集成块，或非门（8）（10）（16）（17）为MC14001集成块，三端稳压器（13）为LM7809。

图二、图三是本装置的外壳结构图。（35）为外壳的上盖，（36）（38）为上盖固定罗丝孔，（37）为散热窗（另一面相同）。（39）为外壳的底座，（40）为装置电源线穿出孔，（42）为冰箱插座（20）安装孔，（41）为冰箱插座固定用罗丝孔，（43）（44）为外壳上盖固定用罗丝孔，（45）（49）为本装置印刷板固定用罗丝孔，（46）为电源指示、延时指示、故障指示等发光二极管安装孔，（47）为计时转换开关（33）固定用罗丝孔，（48）为电源开关（34）固定用罗丝孔。外壳采用0.6mm的铁皮冲制而成，体积为220×120×80（mm³）。

Claims (4)

1、欠压比较器(3)，过压比较器(4)，由电阻(6)、电容(7)组成的断电延时电路，驱动三极管(11)，外壳上盖(35)，底座(39)等组成电冰箱保护装置，其特征是电流互感器(21)次级输出经整流管(22)，滤波电容(23)等组成的整流滤波电路后与电压比较器(26)(27)的一个输入端相连，电压比较器(26)(27)的输出端分别与压缩机运行计时器(32)的复位(R)端和可调电阻(28)、电容(29)组成的过流延时电路的输入端相连，压缩机运行计时器(32)输出端和可调电阻(28)、电容(29)组成的过流延时电路的输出端与或非门(16)(17)组成的RS触发器的一个输入端相连，RS触发器的一个输出端与驱动三极管(11)的基极相连。

2、根据权利要求1所述装置，其特征是，电流互感器（21）的初级串接于电冰箱电源回路中。

3、根据权利要求1所述装置，其特征是压缩机运行计时器（32）的输出端Q13、Q14输出的计时时间分别为60分钟和120分钟。

4、根据权利要求1所述装置，其特征是可调电阻（28）、电容（29）组成的过流延时电路的延时时间为3～4秒。

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