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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
El segundo viento del frigorífico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Manual del electricista Los refrigeradores de compresión y adsorción a menudo fallan debido a que fallan sus relés electromecánicos o disyuntores basados en placas bimetálicas. Los primeros sirven para arrancar motores eléctricos síncronos que sirven al sistema de compresión del frigorífico, y los segundos son la base de los sistemas de seguimiento y mantenimiento de la temperatura de los congeladores en un nivel determinado [1]. El motivo del fallo de ambos es el desgaste o algún tipo de daño mecánico en los contactos de resorte de estos dispositivos. Esto es especialmente cierto para los modelos de refrigeradores obsoletos. Y a menudo se puede ver cómo, debido a una avería insignificante pero difícil de reparar (por falta de dispositivos de repuesto), se desechan dispositivos que aún son bastante aptos para su uso. El material intenta eliminar este tipo de mal funcionamiento en los electrodomésticos. Se sabe que hoy en día el circuito obsoleto para arrancar motores eléctricos asíncronos mediante un relé de arranque se puede sustituir por completo por un circuito de condensador. No tiene ningún contacto mecánico [2]. Se puede decir lo siguiente sobre el dispositivo de control de temperatura en el congelador. Dado que el refrigerador funciona en un apartamento donde la temperatura se mantiene durante todo el año dentro de límites confortables bastante estables (utilizando sistemas de aire acondicionado, calefacción central, etc.), en estas condiciones la diferencia de temperatura entre el ambiente del apartamento y el congelador ( un frigorífico que funcione correctamente) se mantiene prácticamente sin cambios. El sistema de control de temperatura de un refrigerador de este tipo sólo "alimenta" al congelador con porciones estables de frío iguales a las que salen al aire de la habitación. Por lo tanto, para mantener la temperatura en el nivel deseado, no es necesario controlar los cambios de temperatura en absoluto, sino determinar el tamaño de las porciones de frío. Esto se puede hacer indirectamente calculando los intervalos de tiempo entre el encendido y la parada del compresor de un frigorífico en el que el sistema de control de temperatura está funcionando correctamente. Entonces, en un frigorífico con un control de temperatura fallido, manteniendo ciertos y constantes intervalos de funcionamiento y tiempo de inactividad del compresor, obtendremos una temperatura bastante estable en el compartimento congelador y en su volumen interno. Esto abre la oportunidad de construir un circuito temporizador que forme intervalos para encender y apagar el motor del compresor sin contactos electromecánicos. Sobre estos principios se construyó el circuito eléctrico que se muestra en la figura, según el cual se modernizó el refrigerador ZIL-Moscú, fabricado en 1956 y hoy funciona perfectamente, aunque antes de la modificación fallaba por las razones mencionadas anteriormente. El esquema funciona de la siguiente manera. El oscilador maestro en los microcircuitos DD2.2, DD2.3 produce pulsos de reloj cercanos a la forma de "onda cuadrada" en dos modos de generación (el interruptor MOS analógico DD3 se utiliza para garantizar el cambio de un modo a otro). En el primer modo, los pulsos se generan con un período de repetición constante de aproximadamente 0,6 s (en el estado cerrado del interruptor MOS como parte del DD3), y en el segundo, con un período de repetición ajustable de 0,6 a 0,8 s (en el estado abierto del mismo interruptor). El ajuste lo realiza el potenciómetro R5. En ambos casos, los pulsos se generan a niveles cercanos al nivel de tensión de alimentación (de 0V a 10V). En este caso, el nivel log.1 en la entrada de control DD3 (pin 15) corresponde al primer modo de formación y al log. 0 - segundo. Por qué son necesarios estos dos modos quedará claro en la siguiente discusión. Desde una de las salidas del oscilador maestro (pin 2 DD2.2), los pulsos generados se suministran a la entrada del contador binario en el chip DD1, y este divide estos pulsos con coeficientes de 2 a 16 en el rango de 384. bits. Además, cada dígito tiene su propia salida separada (excepto el segundo y el tercero), de la cual se pueden eliminar pulsos en períodos de 14 s (en el pin 2 del dígito menos significativo) a 3 horas (en el pin 1.2 del dígito más significativo). dígito). Cada descarga posterior (en orden ascendente) duplica el período de repetición del pulso. De importancia práctica para controlar el período de funcionamiento de una unidad de refrigeración, modernizada según el principio propuesto, son los pulsos solo de los dígitos 9 y 3,6 (pines 3, 11), cuya frecuencia se acerca al ritmo de funcionamiento de un Frigorífico con termorep funcionando en estado estacionario (de 12 a 1 minutos). La base para esta elección fueron las observaciones del funcionamiento del frigorífico incluso antes de que se deteriorara. Luego se notó que el relé térmico encendía el compresor durante unos 15 minutos y lo apagaba aproximadamente el mismo tiempo. Desde el pin 1 DD1 a través del inversor buffer DD2.1, los pulsos así seleccionados se envían al interruptor electrónico del motor-compresor asíncrono. Este interruptor consta de un transistor VT1 que funciona en modo clave y dos optotiristores: U1 y U2. Cuando el nivel de estado lógico en el pin. 1 DD1 (como resultado de la operación del contador) alcanzará el registro. 0, luego a través del inversor buffer DD2.1 y la resistencia limitadora R1 ingresa a la base del transistor VT1 y lo abre. En este estado, el transistor tiene una resistencia muy baja entre el colector y el emisor (menos de 1 ohmio) y, por lo tanto, el terminal inferior de la resistencia R2 en el circuito está conectado a potencial cero. Una corriente (aproximadamente 1 mA) comenzará a fluir a través de los LED conectados en serie en los optotiristores U2 y U60, y se iluminarán, y su efecto luminoso conduce a la conmutación de las estructuras de tiristores pnpn dentro de estos dispositivos al estado abierto. Debido al hecho de que estas estructuras de tiristores están conectadas espalda con espalda, como una creciente. y los semiciclos decrecientes de la tensión de red acceden a los devanados del motor eléctrico como parte del compresor, y éste comienza a funcionar. Su devanado de trabajo, directamente, y el devanado de arranque, a través del condensador C1, están conectados a una red de 220 V. Al mismo tiempo, gracias a los pares optotrónicos formados por U1 y U2, se logra la separación del circuito de potencia y del circuito de control, lo que es muy favorable para la seguridad eléctrica y la fiabilidad del frigorífico. El condensador C1 se utiliza para arrancar el motor eléctrico asíncrono de la unidad de refrigeración en modo monofásico. Estos motores eléctricos suelen contener dos devanados: trabajo y arranque, desplazados entre sí en un cierto ángulo. La capacitancia del condensador necesaria para el arranque se puede calcular utilizando la fórmula dada en el libro de I. Aliev para este tipo de configuración de devanado [2]: C (μF) \u1600d XNUMX In / Un donde: Corriente en fase del motor, tensión de fase no nominal. Incluso antes de que el refrigerador fallara, era posible medir su corriente de fase (también conocida como el consumo actual del refrigerador en el modo en que el compresor está funcionando). La medida dio 1,6A. Se conoce el voltaje de fase nominal: 220 V. Sustituyendo estos valores en la fórmula, obtenemos un valor de capacitancia de aproximadamente 12 μF. Para garantizar la confiabilidad y seguridad en el funcionamiento del dispositivo, es necesario que un condensador de tal capacidad tenga una reserva de voltaje de funcionamiento. Optamos por el condensador K42-19-12 μF ± 10% 500 V, que garantiza un desplazamiento de corriente en el devanado de arranque con respecto al devanado de trabajo en un ángulo de aproximadamente 90°. En este caso, el desplazamiento de los devanados provoca la aparición de pines de potencia que contienen par en el campo magnético del estator. Cuando actúan sobre el rotor, se pone en marcha el motor eléctrico. Al mismo tiempo, la presencia de estas líneas eléctricas crea algún obstáculo para que el devanado de trabajo realice su función mediante impulsos pulsantes para influir en el vapor del rotor, manteniendo la estabilidad de su velocidad. Como resultado, el campo magnético que actúa sobre el rotor, cuando se enciende de esta manera, comienza a contener un componente reactivo, lo que provoca el retorno de parte de la potencia consumida por el motor a la red de suministro [2]. Sin embargo, debido a la moderación y la carga constante en el eje, estas pérdidas son insignificantes y la potencia restante del motor eléctrico es suficiente para garantizar el funcionamiento del compresor. Esto, además, ahorra energía: el frigorífico consume menos energía de la red. La corriente de fase, que se midió después de actualizar el refrigerador, será de 1.1 A. Por lo tanto, no es necesario utilizar un nabo de arranque.
Las observaciones del funcionamiento de la unidad incluso antes de su avería, como ya se señaló, indican que el estado estable de refrigeración en ella se produce a intervalos aproximadamente iguales de 20 vías cuando el compresor está encendido y cuando está apagado. Sin embargo, durante la modernización se demostró que este modo proporciona una entrada de frío suficiente, pero la salida de frío es demasiado pequeña. Como resultado, el congelador se cubre con bastante rapidez (en 2 semanas) con hielo fuerte, lo que requiere descongelarlo. Por lo tanto, manteniendo el intervalo de funcionamiento del compresor especificado, se hizo evidente que era necesario aumentar el intervalo de 20 minutos cuando el compresor se detiene. al tiempo que proporciona la posibilidad de ajustar el grado de este aumento. Para ello, se construyó un oscilador maestro con dos modos de generación de pulsos. El nivel log.0 con el pin 1 DD1, como se indicó anteriormente, enciende el compresor. Se suministra al pin a través del inversor DD2.1. 15 DD3, que pone el interruptor analógico incluido en este microcircuito en estado cerrado. Y el oscilador maestro comienza a producir pulsos de duración mínima. proporcionando un intervalo de funcionamiento del compresor de 20 minutos. Al finalizar, el nivel del estado lógico en el pin 1 de DD1 cambia al opuesto. Como resultado de esto, el compresor se detiene y el oscilador maestro cambia al modo de generar pulsos de duración variable. Al cambiar la posición del control deslizante del potenciómetro R5, se puede ajustar esta duración y el intervalo de parada del compresor se ajusta en consecuencia de 20 a. aproximadamente 33 minutos. Al configurar este intervalo, es posible ajustar el nivel de temperatura promedio en el refrigerador. El LED VD1 como parte del circuito sirve para indicar el estado del interruptor electrónico que controla el funcionamiento del motor eléctrico. Este LED se enciende cuando el motor se apaga y se apaga cuando arranca. El relé térmico K1 tipo RT-10 sirve para proteger contra posibles sobrecargas en el eje del motor eléctrico, lo que, en principio, no está excluido en caso de una emergencia en la cinemática del compresor. La presencia de este relé viola el concepto general de la modernización propuesta, que busca liberar el frigorífico de todos los contactos mecánicos y de resorte. Sin embargo, dado que este relé es un elemento presente de manera estable en todas las unidades obsoletas y rara vez entra en acción (lo que mantiene su vida útil muy alta), se decidió conservarlo. Este elemento está ausente en los refrigeradores de adsorción y, por lo tanto, no puede incluirse en el circuito modernizado. Todas las piezas son de producción nacional. Condensador C2 tipo KM-6. La potencia nominal de las resistencias es de 0,125 W, excepto la resistencia R2, cuya potencia es de 0,25 W. La fuente de voltaje constante necesaria para alimentar los elementos electrónicos del circuito (aproximadamente 10 V) es un adaptador especial. Se utiliza como adaptador para cargar baterías de un teléfono móvil MOTOROLA, que consume unos 20 W de energía de la red. En el caso de que el interruptor electrónico del motor asíncrono del compresor esté encendido, la carga de corriente en el adaptador aumentará y el voltaje que genera disminuirá a aproximadamente 6,5 V. Estructuralmente, el circuito se ensambla sobre una placa de textolita de 60x60 mm, que contiene un diseño de conductores impresos para montar componentes electrónicos durante el diseño de diagramas de circuito en la placa de pruebas. En él están instalados todos los elementos del circuito, a excepción del condensador C1 y el relé térmico K1, que, por su importante tamaño, se instalan debajo del fondo del frigorífico, cerca de la unidad del compresor. La placa es como el segundo eslabón del adaptador MOTOROLA y está conectada a él mediante pequeños trozos de cables (de unos 10 cm), que sirven para suministrar la tensión generada por el adaptador y la tensión de red a la placa. Los elementos colocados sobre el tablero se cubren en la parte superior con una tapa de plástico, que se fija al tablero sobre soportes mediante tornillos M3. La tapa también tiene un orificio para el LED VD1 de modo que sobresalga de la superficie de la tapa y sea visible desde el exterior. En la parte posterior de la placa (lado opuesto al que se montan los elementos del esquema eléctrico), además de los conductores de montaje que realizan su cableado, también se encuentra una toma eléctrica convencional XT1, que se conecta a la salida. del interruptor electrónico que controla el funcionamiento del motor eléctrico, y es una cubierta para la parte posterior del tablero. Se inserta una sierra en el enchufe del cable de alimentación del frigorífico, conectada al condensador C1 y a los terminales del motor eléctrico del compresor, que conecta todos los elementos del circuito en un solo todo. El esquema no requiere ninguna configuración. Si todos los componentes del circuito están en buen estado de funcionamiento y las conexiones son correctas, el dispositivo y el refrigerador funcionan inmediatamente cuando se encienden. Literatura
Autor: O.Cherevan, San Petersburgo
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