[实用新型]冰箱电机变频调速器

说明书

本实用新型属于一种电机的变频调速装置。

目前国内外绝大多数电冰箱制冷方法是采用间歇制冷方法，即冰箱内温度高于设定温度时，温度控制器接通，电机启动，带动压缩机工作，当温度下降到设定温度时，温度控制器断开，电动机停转，如此反复运转。这种运行方式的缺点是电机启动频繁，冲击电流大，耗电多，噪声也较大。而耗电和噪声是电冰箱的二大重要指标。

本实用新型的目的是提供一种冰箱电机的变频调速装置，应用这种装置将改变冰箱传统的间歇制冷方式，使冰箱电机连续低速运行，从而避免了因电机频繁启动而带来的一系列缺点。

本实用新型是采用了这样的一种原理。当冰箱内温度高于设定温度时，通过本装置的温度检测和控制，使加到电机的交流电压频率变高，使电机转速增加而制冷，随着冰箱内温度的逐渐下降而逐步接近设定温度，电机的转速也逐渐下降到与设定温度相对应的转速。这样一种制冷方法比较平滑，结霜速度也有明显下降。

本实用新型由整流电路1、逆变电路2、变频触发电路3、温度检测控制电路4、电源5组成，如图1所示。下面结合图2说明其工作原理。

整流电路1是由四只整流二极管101、102、104、105组成的桥式整流电路和电容103滤波。电源由市电220伏供给。

逆变电路2是一并联型的逆变电路，采用高速开关管201、202、205、206作为换流开关。二极管203、204、207、208作为高速开关管的反向保护。A、B二点引出接到冰箱电机。三极管201、202、205、206的基极由变频触发电路3触发。

变频触发电路3由555时基电路306利用来自温度检测控制电路输出电阻的变化，来改变555时基电路的外接充放电电路的时间常数，使得555时基电路引脚（3）输出的脉冲宽度也相应地变化。充放电时间常数越小，脉冲宽度越窄，完成了脉宽调制。其输出脉冲如图3（a）所示。这一系列脉冲经4017译码计数器308和7474双D触发器310，由其进行计数和脉宽调制（PWM），其输出波形如图3（b）（c）所示。该电压再经7400四与非门309的引脚（6）输出为六个脉冲一组的脉冲群，如图3（d）所示，引脚（11）的输出是一组不同相位的脉冲群，如图3（e）所示进行逻辑分配。这二组脉冲分别输入至三极管314和315的基极，经放大、倒相和整形后分四路1、4、2、3输出至逆变电路2的三极管201、202、205、206的基极，使三极管201、206和三极管205、202交替导通，完成逆变。它的波形如图3（f）所示，它近似于正弦波。由图可见，如果脉宽增大，则近似正弦波的频率下降，电机转速也下降，达到了变频调速的目的。而脉冲宽度的变化主要是受来自温度检测控制电路输出电阻的变化。

温度检测控制电路4主要电路是一块324四运放集成电路。温度传感器根据其型号和引脚可以接到ab或abc上组成温度检测电路。电位器427和电阻428为温度设定电路。由温度检测电路和温度设定电路送出的电压经比较后由放大器403－3和403－2放大及403－1的跟随输出去控制三极管401发射极和集电极的等效电阻。如果被检测的温度高于设定温度，则等效电阻减少，使变频触发电路3中的充放电时间常数减少，脉冲变窄，交流频率提高，电机转速增大，经过冰箱制冷后，被检测温度降到设定温度时，电机又恢复到和设定温度相对应的转速。电机的转速除了和设定温度有关外，还与环境温度和市电220伏的波动有关，因此电机转速n＝f（t₁，t₂，U）。式中：t₁－设定温度 t₂－环境温度 U－市电220伏电压。在温度检测控制电路4中接入了电阻418，是为了防止放大器403－2和403－3如有故障仍能受控运行，只是灵敏度有所下降。在本电路中还采用了PID控制（403－2，409，413），使电机在设定温度改变时，转速改变平滑，而不是骤变。

本实用新型的优点及其积极效果

由于本实用新型改变了冰箱电机的运行方式，使间断运行变为低速连续运行，这将带来以下的优点和积极效果：

1、没有电机的频繁启动和相应的冲击电流，因此节电明显，节电率为30～40％。冰箱是一种量大面广的产品，如果广泛地使用这种装置，将为国家节省大量电能，有很好的经济效益和社会效益。

2、这种运行方式将使噪声降低。

3、这种运行方式有利于提高电机和压缩机的寿命。

4、冰箱的结霜速度也将趋缓慢，可减少除霜次数。

5、提高冰箱的等级和性能，使冰箱的价值可提高。