东芝GR204E型电冰箱Word下载.docx
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在同人自然的斗争中就发现低温能够延长食物的储存时间，但是家用电冰箱的问世却是在20世纪初。
经过近百年的发展历程，电冰箱己经成为人们家庭生活的必需,,提高了人们的生活质量。
我国自80年代初期开始引进国外电冰箱生产技术、生产线和关键技术，经过近几十年的消化吸收和行业之间的优化组合，电冰箱制造业获得空前的发展。
电冰箱在我国的普及率正在逐步提高，设计制造技术水平和功能也日新月异。
我国电冰箱行业己经具备独立开发和自行设计能力，生产的产品包括直冷式和风冷式冷藏冷冻电冰箱以及特种用途电冰箱，在功能上向多功能、高附加值方向发展。
但是随着全球环保意识的增强和人民生活水平的进一步提高，对电冰箱采用的技术和使用功能提出更高的要求。
发电厂燃煤发电要向空气中排放大量的二氧化碳和其它有毒气体，造成环境污染和温室效应。
而电冰箱需要常年通电以保持工作状态，耗电量较大，因此有效的节能对促进环保的意义非常大。
目前电冰箱采取的节能方法有:
使用高效压缩机;
对制冷系统进行优化设计，调节冷凝器面积，以降低箱体热负荷、增加蒸发器面积以加快制冷速度;
改进节流系统，以提高蒸发温度，增加制冷量以提高制冷效率;
降低毛细管与吸气管的回热效果，降低节流损失：
对电冰箱的隔热层进行强化，降低电冰箱漏冷量;
采用模糊技术控制电冰箱的运行，达到节能的目的。
电冰箱使用的传统制冷剂CFC12和发泡剂CFC1l不仅破坏大气臭氧层，而且增加温室效应。
前已经开发出新型的制冷剂和发泡剂，广泛应用的有异丁烷制冷剂和环戊烷发泡剂，它们的ODP（臭氧层破坏系数）、GWP（温室效应系数）为零，运行压力低可以降低能耗。
同时新的材料不断研究中并且不断在新电冰箱上获得应用。
1.3冰箱的基本介绍
冰箱的基本原理很简单：
冰箱利用液体蒸发吸收热量。
您可能注意到皮肤沾上水会感觉凉爽。
水在蒸发时，会吸收热量，使您感到清凉。
擦拭酒精会感觉更凉爽，因为酒精的蒸发温度较低。
冰箱中使用的液体（即制冷剂）会在极低的温度蒸发，使冰箱内部保持冰冻温度。
如果您把冰箱的制冷剂放在皮肤上（这绝对不是个好主意），它在蒸发时会使皮肤冻伤。
所有冰箱都由五个基本部件组成：
压缩机
热交换管，冰箱外部呈弯曲或盘曲状的管道
安全阀
冷交换管，冰箱内部呈弯曲或盘曲状的管道
制冷剂，冰箱内蒸发以制造低温的液体
很多工业冰箱使用纯氨作为制冷剂。
纯氨在-32℃时蒸发。
压缩机压缩制冷剂气体。
这将升高制冷剂的压力和温度（橙色），而冰箱外部的热交换线圈帮助制冷剂散发加压产生的热量。
当制冷剂冷却时，制冷剂液化成液体形式（紫色），并流经安全阀。
当制冷剂流经安全阀时，液态制冷剂从高压区流向低压区，因此它会膨胀并蒸发（浅蓝色）。
在蒸发过程中，它会吸收热量，发挥制冷效果。
冰箱内的线圈帮助制冷剂吸收热量，使冰箱内部保持低温。
然后，重复该循环。
这基本上解释了冰箱的工作原理，但似乎不能让人满意。
现在要理解冰箱内部的工作原理，需要进一步了解冰箱。
本文主要介绍GR—204E型电冰箱。
第二章东芝ＧＲ—２０４Ｅ型电冰箱的基本构造及工作原理
2.1直冷式电冰箱简介
双门直冷式电冰箱东芝GR-204型。
双门直冷式电冰箱双门是指上面小门和上面大门组成的两扇门。
直冷式电冰箱也叫做有霜电冰箱，它的蒸发器直接吸收冷冻室内食品的热量而使冷冻室内的食品降温冷却，在蒸发器表面容易形成有一层薄霜，故此叫作直冷式电冰箱。
双门直冷式电冰箱有两个蒸发器，一个在冷冻室制冷冷冻食品，另一个在冷藏室冷却冷藏食品。
双门直冷式电冰箱即冷藏冷冻电冰箱，是指双门双温电冰箱由温度0~8摄氏度的冷藏室和温度-18摄氏度以下的冷冻室组成，同时可冷藏冷冻食品，具备冷藏电冰箱和冷冻电冰箱的特点及使用方法。
2.2电冰箱的基本构造
电冰箱主要由制冷系统,控制系统,箱体和附件四部分组成。
2.3东芝电冰箱的组成
制冷系统是利用制冷剂的循环进行吸热与放热的热交换，把冰箱内的热量转移到箱外空气中去，达到冰箱制冷降温的要求。
2.4东芝GR-204E型电冰箱的控制系统
控制系统包括温度控制器，启动继电器及过电流保护装置等控制元件，通过它们控制电动机启停，使压缩机按照需要进行间隙的制冷工作，将冰箱内的温度控制在一定的范围内，来保证冷藏室和冷冻室的温度。
箱内装有照明装置，开门时灯亮，关门时灯灭。
2.5东芝GR-204E型电冰箱的箱体、附件的相关知识
箱体是电冰箱的躯体，用来隔热保温，使冰箱内部与外界空气隔绝，保持一个良好的较低温度环境，便于贮放物品。
附件包括制冰用的冰盒，贮放物品的格架，果菜盒，玻璃盖板及接化霜水用的接水盒，除霜用的除霜塑料铲等。
总之是根据使用要求而设置准备的。
2.6东芝GR-204E型电冰箱的电路工作原理
电冰箱控制电路中经变压器及整流，滤波，稳压后输出的直流6.8V和直流14V电压，其中直流6.8V电压供集成电路使用，直流14V电压供继电器RY01，RY02和三极管Q811，Q822使用。
直流6.8V的电压经R801，R802分压后供给Q802的⑤脚约4V和固定电压，当冷藏室温度超过3.5℃的开机温度时，冷藏室温度传感器输入到Q802第④脚上的电压Ｕs就超过4V，及U4>
U5，Q802输出端电压U2为“0”，此电压连接到Ｑ801组成的RS触发器的①脚，由于此时RS触发器的⑥脚为高电平，则输出端③脚就为高电平。
这个高电平驱动三极管Q811进入饱和状态，继电器RY01触点K1吸合，压缩机开始制冷运行。
压缩机运转一段时间后，箱内温度逐渐下降，冷藏室传感器的阻值逐渐增大，Q802的第④脚电位U4逐渐降低，而Q802的U6电位是由控温滑键电位器来确定的。
若此时用户调定在“4”位置，则U6的电压为2V，而U4>
U6，则U1输出仍为高电平。
当冷藏温度继续下降，U4电位慢慢降至U4<
U5时，U2输出由低电平变为高电平，根据RS触发器工作原理，Q801输出端U3一定是高电平，所以压缩机继续运转。
当冰箱内温度继续下降，使U4<
U6，当U1输出为低电平，基本RS触发器输出端U3也由高电平变为低电平，三极管Q811截止，继电器复位，断开触点K1，压缩机停止运转。
当压缩机停止工作一段时间后，箱内温度逐渐上升，首先使Q802的U7>
U6，U1的输出为“1”，由于此时基本RS触发器的①脚电压仍为高电平，所以输出端U3仍为“0”，压缩机继续停转。
当箱内温度升高至U4U5时，输出端U2为“0”，触发器又复位使三极管Q811导通，压缩机再次启动运转，这样周而复始地使电冰箱进行正常的制冷循环。
第三章东芝GR-204E型电冰箱的控制过程
东芝GR－204E电冰箱的控制电路装置的应用电路如图3.1所示。
其中的TNR80115G471K是一只压敏电阻。
在正常工作时，压敏电阻TNR801处于高阻状态，相当于一只小电容器。
当有异常过压是地，压敏电阻的阻值急剧下降，流过压敏电阻的电流剧增，从而有效地保护了其它元器件不受损坏。
图3.1GR－204E电冰箱的控制电路
3.1电源电路
电源部分的电路如图3.2所示。
从这个电源电路中可以获得控制电路所需要的直流14V和直流6.8V电压。
图3.2电源电路
变压器T801将输入的支流220V电压变为交流16V的电压，经过二极管VD805和VD806组成的全波整流电路整流后，在经电容器C806滤波，得到一个直流14V的电压，这一电压供给控制电路中的两个继电器RY01和RY02使用。
DC14V的电压再经稳压管D808，电阻R812和电容C808组成的简单稳压回路作用，得到一个DC6.8V的电压，该电压供控制电路中的其他部件使用。
TNR801是一只压敏电阻，具有抗干扰过流保护的作用。
当输入的交流220V电压过高，或因闪电造成的高压窜入电路时，它会因高电压的作用使TNR801阻值急剧减小而烧断熔丝F801，使变压器初级短路，从而对控制电路起到保护作用。
3.2冷藏室温度控制电路
冷藏室温度控制电路由热敏电阻RT1作为感温元件，Q802（TA75339）中的A1，A2两个电压比较器及Q801（TC4011）中的G1，G2两个与非门为核心，继电器RYO1为执行器件。
通过控制压缩机电机的开，停下来保持箱内恒定。
随着温度T的升高，负温度系数的热敏电阻RT1阻值变小，V4升高。
因此，A1是反相输入的电压比较器。
它控制的开点为3.5℃。
即当冷藏室蒸发器温度高于3.5℃时，A1输出为0，压缩机运转制冷。
控制停点的电压比较器A2，其反相输入端（即Q802的6脚）的电位由电位器预置；
同样输入端（即Q802的7脚）的电位也随着温度的升高而升高。
在操作面板上有1，4，7，HEAVYCOOL四档。
各档位置对应的冷藏室蒸发器温度和停点对应的A2反相端（即Q802的6脚）的电位见表3.1。
当A2同相输入端电位V7低于反相输入端V6时，输出端V1=0，压缩机停止运转。
直流6.8V的电压经R801，R802分压后供给Q802的⑤脚约4V的固定电压，当冷藏室温度超过3.5℃的开机温度时，冷藏室温度传感器输入到Q802第④脚上的电压Ｕs就超过4V，及U4>
当箱内温度升高至U4>
U5时，输出端U2为“0”，触发器又复位使三极管Q811导通，压缩机再次启动运转，这样周而复始地使电冰箱进行正常的制冷循环。
表3.1操作面板档位与温度及A2反相端电位的关系
蒸发器温度
A2反相端电压
1
弱冷（—19℃）
2.2V
4
通常（—22℃）
2.0V
7
较冷（—25℃）
1.8V
HEAYCOOL
强冷（—28℃）
1.5V
GR—204E电冰箱的温度传感器安装在冷藏室蒸发器附近，所以此电冰箱是由冷藏室温度控制压缩机的开停。
图3.3传感器外形和特性曲线
温度传感器是一只负温度系数的热敏电阻。
外形和特性曲线如图3.3所示，当温度升高时，它的阻值减小；
当温度降低时，它的阻值增加。
在电路中，它把冷藏箱温度的变化转换成电信号。
3.3分析温度检测电路和温度调节电路
温度检测电路如图3.4所示。
当冷藏室温度升高时，热敏电阻Rｔ的阻值就减小，电压Uｓ增加。
如Uｃ=6.8V，冷藏室温度为30℃时，传感器阻值为2.16千欧。
则此时Uｓ为5.59V。
反之，冷藏室温度降低时，传感器阻值增加，电压Uｓ就随之下降。
这样就把温度的变化转化成电压的变化。
R806=10K
图3.4温度检测电路
温度调节电路如图3.5所示。
滑动电阻R124是一个滑键电位器，它的滑动键就是该电冰箱的温度设定钮，改变滑键的位置就可以改变电压Uｒ的大小，Uｒ的变化决定压缩机的开停，于是就控制电冰箱冷藏室的温度。
调节滑键电位器可使Uｒ在设定范围1.5～2.2V之间变化。
图3.5温度调节电路
3.4分析关机,开机,开关机的检测电路
3.4.1关机检测电路
关机检测电路如图3.6所示。
在这个电路中，由比较集成电路Q802发出停机信号。
工作原理：
利用Q802的一组电压比较运算放大器，将温度检测电路输出的电压Uｓ与温度调节电路中设定电压Uｒ进行比较，以确定压缩机的工作状态，⑦脚是正输入端，⑥脚是负输入端，①脚是输出端。
温度传感器检测的电压信号Uｓ加到⑦脚上，温度调节按钮预选设定的电压Uｒ输入到⑥脚，比较器对这两个电压进行比较。
当Uｓ<
Uｒ时，①脚输出为低电平（常用“0”表示），发出停机信号；
当Uｓ>
Uｒ时，①脚就输出高电位（常用“1”表示），压缩机一直运转。
图3.6关机检测
3.4.2开机检测电路
如图3.7所示。
比较运算放大器的④，⑤脚负责发出“开机”信号。
电阻R801和R802的直流电压进行分压，使Q802的⑤脚电压固定在近似4V，冷藏室传感器输入的电压US接入到④脚，电压比较器对这两个电压进行比较，以确定压缩机的状态。
当冷藏室的温度上升时US也在上升，US﹥4V时，Q802②脚输出端为低电平，这就是开机信号。
当冷藏室传感器所感受的温度在3.5℃上时，Q802②脚输出端输出低电平。
图3.7开机检测电路
3.4.3开关机检测合成电路
如图3.8所示，把温度检测电路、温度调节电路和开关机信号电路组合在一起就构成了合成电路。
将冷藏室温度传感器检测的US信号分别输入到比较器的④脚和⑦脚，然后与⑤脚和⑥脚输入的电压进行比较，②脚根据结果输出开机信号，①脚则输出关机信号。
图3.8开关机检测合成电路
3.5开关机信号识别及控制
控制压缩机的开停仅仅依靠检测电路和信号输出电路还不够，还必须有开停机信号的识别和执行机构，即信号判断和控制电路。
GR—204E电冰箱控制电路中，开停机信号的识别是利用锁存电路的输入输出特性来实现的，电路原理图3.9所示。
①脚和⑥脚是输入端，③脚是输出端，当①脚输入高电平时，③脚输出低电平。
当①脚输入低电平时，③脚输出高电平。
当⑥脚输入高电平或低电平时，③脚也输出高电平或低电平。
图3.9锁存电路原理图
开关机的信号识别是利用Q801中的两组双输入端与非门构成的一个基本RS触发器来进行的，而开停机的执行，则是根据Q801输出电位的高低，控制晶体三极管Q811进入饱和或截止状态，使继电器RY01的触电闭合或释放，以控制压缩机的开与停。
其电路如图3.10所示。
图3.10开关机信号的识别与执行机构
当开机的信号输入到Q801的①脚时，因输入的开机信号是低电平，Q801⑥脚得到的是高电平，所以输出端一定是高电平。
这个高电平使晶体管Q811的基极电位升高到0.7V，Q811导通工作，其集电极输出较大电流，继电器RY01的触点K1接通压缩机电路，压缩机开机制冷。
当冷藏室温度逐渐下降，US电压也随之下降，当US下降到低于温度调节滑键设定的指示点电压时，Q801的③脚则输出低电平，它使晶体管Q811的基极电位下降到0.5V以下，该管截止，集电极无输出，继电器RY01的触点K1自动弹开，压缩机电路被切断，停止制冷运行。
3.6除霜电路
除霜方式为半自动除霜。
用手指按动操作盘上的除霜按键时，电冰箱便开始除霜。
它是利用绕在冷冻室蒸发器外表面上的加热丝，通电加热进行除霜的。
当冷冻室温度上升到8.5℃时，除霜电路元件自动切断除霜加热丝，接通压缩电路，开始开机制冷。
除霜电路工作原理可知，按下除霜开始按钮S101，这时电阻R119和集成电路Q801的⒀脚都接地，这就是说Q801的⒀脚输入为低电平。
因为此时刚开始化霜，冷冻室的温度仍然很低，冷冻室传感器的阻值仍很大，使Q802的⑧脚电压仍很小，即U8﹤U9。
所以Q802的⒁脚输出为高电平。
这样，根据比较集成电路的性质，Q801的⑧脚也输入高电平。
当Q801的⒀脚输入低电平，⑧脚输入高电平时，Q801的⑾脚应该输出高电平。
这个高电平使三极管Q812处于饱和状态，继电器RY02得到较大的电流，转换接点K2接通除霜加热器，开始进行除霜。
同时由于二极管D803的作用，使三极管Q811截止，压缩机处于停机状态。
TC4011BP（Q801）接成两个RS触发器。
其中，RS1用来控制压缩机的运转，RS2用来控制除霜工作。
工作过程如下：
当RS1①脚为低电平时，③脚为高电平，Q81I导通，RY01吸合，压缩机开机；
当RS1⑥脚为低电平时，③脚即为低电平，QS11截止，RY01释放，压缩机停机。
在按下面板上的“除霜开始”按键时，SET端即RS2的输入端13脚接地，为低电平，这时RS2输出端11脚为高电平，Q812导通，RY02吸合，使除霜加热丝通电除霜。
同时，由于Q812集电极为低电平，通过二极管D803，使Q811截止，RY01释放，强制压缩机停机。
当冰箱冷藏室温度高于8．5℃，或按下“除霜停止”（STOP）按键时，RS2的⑧脚为低电平，输出端⑾脚为低电平，Q812截止，其集电极为高电平，RY02释放，除霜结束。
如果此时RS1的③脚为高电平，Q811则导通，压缩机运转。
TA75339P（Q802）中的三个运放（A1、A2、A3）接成三个电压比较器，以检测温控热敏电阻的阻值变化。
A1的同相输入端⑤脚加有4V的基准电压UR1，而其反相输入端④脚接有温控热敏电阻和R806组成的温度传感组件。
当箱内温度上升到一定值（约3．5℃）时，温控热敏电阻阻值下降（约降至6．7kΩ），④脚电压上升（约1V），A1输出端②脚变为低电平。
此低电平加至RS1①脚，使其③脚为高电平，压缩机开机。
比较器A2的反相输入端⑥脚加有一个可调的基准电压UR2，最大电压约为2．2V（调节到“冬季”时约为1．5v）。
A2的同相输入端⑦脚也接温控热敏电阻。
开机一段时间后，箱内温度下降，温控热敏电阻阻值变大，⑦脚电压降低。
当低于⑥脚设定的基准电压UR2时，A2的输出端①脚变为低电平，低电平加至RSI的⑥脚，使RS1输出端③脚为低电平，压缩机停机，从而实现自动温控功能。
A3与RS2一起完成半自动除霜控制功能，它的同相输人端⑨脚接有约4．4V的基准电压（由R808、R809分压而得），反相输入端⑧脚接在除霜热敏电阻及R810组成的分压器上。
除霜开始后，箱内温度逐渐上升，当升到8．5℃左右时，除霜热敏电阻阻值下降（约为5．4kΩ），⑧脚电压逐渐升高，高于⑨脚的4．4V时，A3输出端14脚由高电平变为低电平，Q812截止，除霜终止。
按下面板上“除霜终止”按钮时，直接给RS2⑧脚输入低电平，也可强制中止除霜。
当控制功能不正常时，可试拔下温控热敏电阻的插头。
这时A1⑤脚、A2⑦脚均为低电平，故A1②脚应为高电平，而A2①脚应为低电平；
否则，TA75339P损坏（外围元件都好的话）。
拆下TA75339P，再检查TC4011BP，方法是：
把万用表（置电压挡）接RSl输出端③与地问，将其⑥脚短路人地，若正常的话③脚应为低电平；
然后再试短路①脚与地，③脚应为高电平；
否则，TC4011BP损坏。
当中途需要人工停止除霜时可按下除霜中止按钮S102，此时除霜开始按键自动弹回，Q801的第⑧脚电压电位为0V，所以Q801的⑾脚也输出低电平，三极管Q812的基极电位下降到0V，处于截止状态，集电极无输出，继电器RY02无电流通过，触点K2便断开除霜加热器，除霜中断。
除霜自动结束的过程是：
当除霜电路工作一段时间以后，冷冻室的温度逐渐上升，当冷冻室传感器的温度达到8.5℃以上时，Q802的⑧脚电压超过了⑨脚电压，这时Q802⒁脚输出为低电平，而此时Q801的⒀脚输入为高电平。
⑾脚输出为低电平，这个低电平使三极管Q812截止，继电器RY02断开除霜加热器，除霜工作自动结束
3.7东芝GR-204E型电冰箱控制电路原理及原理方框图
电冰箱的电子控制电路由制冷压缩机电路，温度控制电路和除霜电路组成。
其中制冷压缩机电路采用集成电路控制压缩机的开停。
温度控制电路采用电子温控器，利用热敏电阻的负温度特性设置温度传感器感知箱内的温度，通过一组电压比较放大器，将温度感知电路的输出电压与固定电压进行比较，经过开停机信号的识别电路和执行机构去控制压缩机的开停。
除霜电路也是通过电压比较运算放大器组成的检知电路的输出电位，使三极管处于饱和或截止状态，从而控制继电器的动作，达到除霜的目的。
基本电路分为操作盘和控制板两部分。
操作盘设置在冰箱的前框上，其外型如图3.11所示。
操作盘由冷冻室除霜操作和温度调节两部分组成，原理如图3.12所示。
图3.11东芝电冰箱操作盘
图3.12操作盘电路图
该电冰箱除霜方式为半自动除霜。
开始除霜时由人工操作，停止除霜时可自动结束，也可人工停止。
表3.2电冰箱温度调节盘调温表
刻度盘指示点
温度调节内容
比“4”高3℃左右
冷藏室温度约3℃，冷冻室温度约-18℃
比“4”低3℃左右
HEAVYCOOL
环境温度＜10℃时，冷藏室温度变化较小，此时使用此点时可使冷藏室温度达到要求
操作盘上的饿温度调节是用来调节冷藏室温度的。
在温度调节的刻度盘上共有四个指示点，调节冷藏室温度时，通过调滑动调节钮，可使其与刻度盘上的指示点相对应。
也可使其对准刻度盘两点之间的任意位置。
具体调节内容见表3.2。
滑动调节键是一个控温滑键电位器，由它设定冷藏室的温度。
箱内的温度传感器将感知冷藏箱温度的变化，并将温度变化量转化为电压变化量。
这两个电压信号输入到控制板中的电压比较运算放大器中进行电压比较。
当冷藏室温度慢慢上升，超过电位器的固定电压时，比较放大器输出低电平，然后再通过信号识别和执行机构，使压缩机开始制冷运转。
图3.13东芝GR-204E型电冰箱控制电路原理方框图
第四章分析GR-204E型电冰箱常见故障检修
4.1压缩机不启动
GR—204E型电冰箱压缩
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