2.2　电冰箱电气系统的结构和工作原理

2.2.1　识读冰箱电路图

（1）电路

所有电工入门书籍都会讲到电池、灯泡、导线和开关所构成的基本电路，如图2-7所示。

这个电路虽然简单，却“麻雀虽小，五脏俱全”，具备了电路的主要组成部分：电源、用电器、导线和开关。这里电池是电源，灯泡是用电器，电线是连通电路用的导线，而开关负责通断的作用。电冰箱的电路虽然复杂，但可以看成是由多个简单电路组成的。每一部分电路，都是由电源、用电器、控制元件（开关）和导线4个部分组成。

电源的作用是为整个电路中的元器件提供能量。也常把墙上的交流电插座和电路中的供电部分叫做电源，因为它们能为需要用电的元器件提供电能。习惯上，从事修理行业的人员常将城市交流电网供电（家庭中的电插座）的电路称作“强电”，而将低电压、小电流的直流电路称为“弱电”。电冰箱中的压缩机电路属于强电范围，而较新型电冰箱中采用的电子控制、显示电路（如电冰箱电子控温器）使用了大量的电子元器件，则是典型的弱电电路。

对市电电网来说，电灯、电冰箱、洗衣机等都是用电器。在每一件电器的具体电路中，为了分析电路，了解电路，也常把电路中的元件，如电阻、电热丝、晶体管、电动机等看作用电器。

凡能够按要求改变用电器工作状态的元件、系统，都可以看作控制电路。例如电冰箱中，为了控制压缩机的转停，有的使用机械式温控器，有的使用电子式温控器。电子式温控器中，又有专门的元件控制压缩机电路的通断，起到控制器的作用。一般情况下，同类家用电器的档次高低和功能优劣，在很大程度上常常由它的控制电路决定。高档多功能电器常常配有复杂、精确、稳定的控制电路，所以我们了解电器的工作原理，常要分析它们的控制电路和控制元件。

（2）电路图

如图2-8所示，把电器的全部或部分元器件和它们的连接方式，用图示方法画出来，或者把整机各主要部分的作用和相互关系画出来，就是电路图。电冰箱检修中，电路图的常用画法有实体图、方框图和原理图。

实体图形象直观，容易看懂，但对复杂的电路，不但元器件外形难画，而且连线纵横交错也难分辨，更不易进行电路分析。但在电冰箱检修中，为了将实体连线与电路资料对照检测，有一张详细的接线实体图是很可贵的。

原理图是最常见的电路表示方式，它按一定的规则，用文字、符号、数字表示元器件的种类、型号、主要参数和各元器件之间的连接方式。我们前面就是用原理图的方式介绍电冰箱的电路结构。电路原理图简单明了，规范整齐，易于进行电路分析，是最常用的、较好的电路表示方式。我们通常说的“电路图”，如果没有特别注明，就是指原理图。厂家生产的电器出售时，都附有电路原理图，它是日后使用维修的必要资料，用户应妥善保存。

方框图是把整体电路的主要部分分别用方框表示，框内注明电路功能。各方框之间的联系或信号流程，用连线或箭头表示。方框内一般不画出具体电路。尽管方框图不涉及具体电路，但它表示了电器的电路结构和工作原理，所以同类电器的电路设计可能千差万别，但其方框图却大体相似。方框图对分析具体电路起指导作用，看懂了方框图，就能大致了解电路整体。方框图越细，对整体电路的表达越深刻。电器修理员不能立即断定故障所在时，常要用到方框图，以根据电路结构，确定问题在哪个“方框”内，缩小故障的查找范围。

（3）学会看电冰箱电路图

电路图是每一种家用电器的重要资料，只有看懂电路图，才能更好地使用和维护、修理。要很快看懂电路图，尤其是比较复杂的电路图（如电子温控器）不是件容易的事情，但只要我们学习了一定的电学知识，了解电路图的组成规律，就能很快地学会看图方法，能依据电路图分析电器的工作原理，确定每个元件的作用。

①熟悉电路图形符号如同文字是语言的符号一样，电路图中的各种符号是电路的“语言”。要看懂电路图，首先要记住并熟悉电路图中各种符号。有些元器件符号是“象意符号”，它能形象地表示元器件的结构或电气性能，例如启动继电器的电路符号就形象地表示出它是由电磁线圈控制的触点开关，温控器在电路中就是一只（受温度控制的）开关。但是也有不少符号和元件的结构、外形并没有什么关系，这在电子电路中更多见。

表2-1列出了电冰箱电路中常用的一些零部件电气符号。另外，还有些电子元器件的符号，将在学习相应元器件时再介绍。

②弄清电路结构复杂的电路都是由几个简单的单元电路组成的，每个单元电路又都是由为数不多的元器件组成的。对于一张完整的电路图，先根据某些有代表性的元器件，将整个电路化整为零地分成几部分，确定各单元电路的功能，再对单元电路各个击破，确定其中主要元器件的作用，了解单元电路的功能，最后找到各单元电路之间的联系。这样通过看图，就能了解这个电器的电路原理及工作情况，为操作使用或检修铺平了道路。

③了解电路图的表达方法电路图的作用是表达电器中各个元器件之间的连接情况，为了清晰明了，除在电路图上用规定的符号表示各种元件外，还规定了一些连接表达方法。我们只有了解并熟悉这些方法，才能很快地看懂电路图。例如：电路图中的一条细线，表示连接导线或是线路板上的同一块铜箔。图中的导线上可能有多条支路，图上在分支（或连接）处用黑点表示。要注意的是：这些支路的位置和实际线路分支或连接位置并不一定要一致。图上的各条支路，不论从干路哪儿分出来，都可以看成是连在一点上的。所以，图中的这条线不论多长，也不论有多少曲折，它的电阻都看作为零。

为了简化电路图，图中的接地符号常常在多处出现，也没有再用导线将它们连通。实际在电器中，这些接地端都是连通的，常常接在线路板的一大片铜箔上，或整机底板上。

对初学者来说，如果不能掌握看电路图的基本方法，面对纵横交错的连线，星罗棋布的符号，难以理出个头绪，会不知从哪里入手。只有遵循读图规律，学会读图的方法，才能事半功倍看懂电路图。

2.2.2　典型单门直冷式电冰箱电气原理

图2-9画出了一台单门直冷式电冰箱的电气系统，图2-10则画出了相关的元件实物连接情况。

由图2-9可以看出，整机电路由温度控制器、启动继电器、热保护器、压缩机组成压缩机控制部分；由门开关和照明灯组成箱内照明电路。

将图2-9、图2-10两图对照来看，其工作过程如下。

电冰箱的电源线插头插入电源插座后，压缩机电机的运行绕组（主绕组）和启动继电器线圈通过过热保护器、温度控制器构成通路，电路中的瞬时电流值很大。以国产93W压缩机电机为例，瞬间电流值可以达到10A左右。这个瞬间电流使启动继电器工作，继电器内衔铁被吸动（吸合电流2.5A），常开启动触点接通，使压缩机电机的启动绕组（副绕组）有电流通过，电机转动。电机启动后，电路中的电流减小。当通过启动继电器的电流下降到不足以吸住衔铁（释放电流为1.9A）时，衔铁下落，常开启动触点被断开，电机启动绕组断电，电机进入正常运转。这时电机的工作电流为额定电流，约1.1A。电路中压缩机启动绕组串联一个启动电容器，它的作用是增大电机的启动转矩，改进启动性能。

电冰箱正常工作时，热保护器的触点处于常闭位置。当压缩机电机发生故障时，热保护器内的电阻丝因通过大电流而发热，致使其中的双金属片受热而迅速变形，于是热保护器的触点断开，切断电源，避免故障进一步扩大。国产93W压缩机电机配套的热保护器，在过载电流为8A时，能在6～15s内断开电路。

安装时，热继电器紧贴在压缩机外壳上。当压缩机电机因长时间工作有剧烈温升时，只要机壳温度超过允许温度90℃，热继电器内双金属片也会迅速变形，切断电路。当机壳温度下降到65～80℃时，热保护器会自动重新接通电路，压缩机重新工作。

箱内照明电路与压缩机控制电路并联，所以照明灯的通断不受压缩机工作的影响，不管压缩机运转还是停转，只要箱门打开，照明灯开关便接通，照明灯即点亮；关上箱门，照明灯即熄灭。

温度控制器是电冰箱重要控制元件它利用感温管监测箱内温度通过对压缩机电机开停来控制箱内温度。单门电冰箱只有一个温度控制器，主要用来控制冷藏室内的温度，当冷藏室内的温度高于8℃时，温度控制器的触点接通，压缩机启动运转，制冷系统工作；待冷藏室内温度低于2℃时，温度控制器的触点断开，压缩机停止运转，制冷系统停止工作。在夏季，当冷藏室内温度在2～8℃时，冷冻室内的温度基本能达到标定星级的温度。

2.2.3　双门直冷式电冰箱电气原理

双门直冷式电冰箱的典型控制电路如图2-11所示。

电路中采用的定温复位型温控器，它有3个接线端子，若温控器旋钮置于OFF（断开）位置，则端子H、C之间断开，压缩机和加热器都无法与电源构成回路，处于不工作状态，只有箱内照明灯仍能工作。若将温控器旋钮旋离OFF位置，则其内部触点闭合，压缩机电机启动运转，电冰箱开始制冷。待箱内温度降到预定值时，温控器端子L、C间触点断开，压缩机电机停止运转，制冷系统停止工作。这时，温控器端子H、L间触点仍然接通，所以温控加热器和接水槽加热器与压缩机电机运转绕组仍构成一个电流回路，两个加热器工作。两个加热器和电机绕组是串联的，由于电机运转绕组阻值较小，而加热器的阻值很大（总阻值约为4032Ω），通电时绝大部分电压加在两个加热器上，电机运转绕组两端的电压很低，所以电机不工作。

温控加热器是为了防止冷藏室蒸发器自然化霜不完全，影响温控器监测而设置的，接水槽加热器是为了防止冷藏室排水管冻结用的。这两组加热器只有在压缩机电机停机时才工作。

当箱内温度升高到预定值时，温控器端子H、C间触点闭合，将与其并联的两个加热器短路。这时电源通过温控器与压缩机电机构成回路，压缩机电机启动运转，制冷再次进行。待箱内温度降至预定值时，温控器端子L、C间触点再次被断开，重复上述过程。

双门直冷式电冰箱一般都设置有上述功能的电加热器，但不同牌号电冰箱的加热器数量多少和功率大小不一样。若双门直冷式电冰箱不安装上述加热器，在环境温度较低时会长时间不工作，导致箱内温度达不到标准。

电路中的运转电容器是为了改善压缩机电机功率因数和降低功率消耗所设置的。

2.2.4　间冷式电冰箱电气原理

间冷式电冰箱是靠箱内空气强迫对流来进行冷却的，所以在直冷式电冰箱的控制电路的基础上，还必须设置风扇的控制电路和除霜电热器及除霜控制电路等。图2-12是一种比较典型的双门间冷式电冰箱电路。

为避免打开电冰箱门时箱内“冷气”过多涌出，冷藏室采用的门开关是双向触点的，而冷冻室仍用普通门开关，只控制风扇的开停。当冷藏室开门时，风扇电机停转，同时箱内照明灯接通，关门后照明灯灭，箱内风扇又开始运转。当冷冻室门被打开时，风扇电机停止运转，关门后接通箱内风扇电机电路。风扇电动机通过门触开关与压缩机电机相并联，只要箱门关着，压缩机运转制冷时，风扇就同步转动，使箱内空气流动，而压缩机停止后，风扇也同时停转。电冰箱的除霜控制由时间继电器、电热元件、热保护器和温度保险丝等组成。当冰箱工作一定时间后，时间继电器将压缩机的电动机电路断开，压缩机停机，同时将除霜电热元件接通，开始加热除霜。蒸发器表面的结霜全部融化，温度回升（一般为13℃左右）后，化霜温控器切断化霜加热电路。在蒸发器的除霜加热器停止加热约2min后，时间继电器又将压缩机电路接通，恢复制冷过程。

为了防止化霜温控器万一失灵，不能及时断开除霜加热器电路，而使箱内温度持续上升，损坏塑料构件和隔热层，在除霜加热器电路中设置了温度保险丝。因温度升高而烧断保险丝后，电路不能自动恢复，必须将故障排除后，再换上新的温度保险丝，电冰箱才能重新工作。

2.2.5　冰柜电气原理

冰柜的电气系统与电冰箱并无大的区别，只是为了更好地了解柜内工作情况，柜体面板上常装有工作指示灯，图2-13、图2-14是两种常见的冰柜电路。

图2-13电路用于外挂冷凝器冰柜，而图2-14用于风冷凝式冰柜，所以，增加了为冷凝器散热的风扇。风扇与冰柜压缩机并联，只要压缩机运转制冷，风扇也同步运转，对冷凝器强制冷却。

冰柜电路中，通常设有3个指示灯，绿灯为电源接通显示，红灯为压缩机运转制冷显示，黄灯为速冻显示灯。当速冻开关按下时，温控器被短路，压缩机不再受其控制而与电源直接接通，持续运转，同时黄灯点亮做出指示。

如图2-15是双温双控冰柜的电路，电路中增加一个电磁阀和冷藏室R温控器，它的工作原理与双温双控电冰箱相同。冰柜电路并不复杂，但由于电气控制板背面接线端子上，多种控制导线穿叉在一起，布线紊乱，电线连接又多采用插片形式，搬运振动时插片容易松脱。检修冰柜时应严格按照电路图准确连接。