年月日作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡电冰箱保护器的设计杨胜林摘要随着我国人们生活水平的提高，电冰箱已经逐渐成为我国广大居民家庭生活必备的种家用电器。然而，电冰箱的驱动电机在定的电压范围内才能正常工作，供电电压过高或过低以及雷电袭击时很容易导致绕组线圈烧毁。因此，电冰箱易损坏或寿命短是困扰人们的个问题。究其原因，供电电压波动瞬时断电雷电袭击是电冰箱损坏或寿命缩短的主要原因之。而对于绝大多数家用电冰箱来说，瞬时断电与电压波动几乎是不可避免的。为此，可以利用变压器，再配以控制电路设计了种自动选压自动延时的电冰箱保护器，该多功能电冰箱保护器能够根据负载电流判断线路中的各种故障并及时进行保护，最大限度的降低对人们日常生活的影响，是种经济实用的电冰箱保护器。本设计是在分析了目前国内外电冰箱保护器的研究进展与现状的基础上，设计了种集过压欠压延时雷电保护于体的多功能电冰箱保护器。文中首先探讨了冰箱保护器的价值和发展状况，并提出了设计的主要任务和内容。然后分析了电网过欠压突然断电和雷电袭击时，压缩机受到的影响，并根据其工作原理，绘制电路原理图，进行元器件的选择与计算，设计相应的仿真。最后进行分析总结，并写出该设计的参考文献。关键词电冰箱保护器过压欠压雷电保护特性作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡第章绪论研究目的和意义国内外电冰箱的发展状况本课题的主要任务和研究内容本课题的主要任务本课题研究的内容第章电冰箱的组成及工作原理电冰箱的结构组成电冰箱工作原理电冰箱保护电路设计原理第章电冰箱的运行条件分析欠压过压运行状态分析突然断电又即通电运行状态分析强电流运行状态分析第章电冰箱欠压过压延时保护器的设计电路设计思路电路组成框图工作电路原理参数的选择计算电路仿真及调试各类元器件的认识第章电冰箱雷电保护器设计雷电的认知防雷器的设计交流电源口防雷设计防雷器元件的认识第章展望第章总结致谢参考文献作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡第章绪论研究目的和意义家用电器保护器是发电供电用电系统的重要器件。它是跨行业量大面广节能效果显著的节能机电产品。几乎渗透到所有用电领域，是工业农业和国防建设及人民生活正常生产和安全工作的重要保证，在国民经济和节能事业中有着不可替代的重要地位和作用。据不完全统计，年中国冰箱冰柜的总产量已经逼近亿台。但是，从我国目前的供电情况来看，电网设备还不够完善，供电电压不太稳定，电压波动值可能超出电冰箱的允许范围我国规定供电电压稳定度应该在，而且局部断电又时有发生。电冰箱的驱动电机在定的电压范围内才能正常工作，供电电压过高或过低很容易导致绕组线圈烧毁另外，当电冰箱正在工作时突然断电而又立即通电时，电冰箱的压缩机所承受的启动电流要比正常启动电流大好几倍，导致压缩泵内压力很高，使驱动电机负荷过载，也容易烧毁电机。因此，电冰箱需要个保护器对其进行检测和保护。作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡国内外电冰箱的发展状况第台电冰箱是年，由瑞典两位工程师浦拉腾和孟德斯制成的。年，国内第台电冰箱在北京雪花冰箱厂研制成功。它不但可以储存剩饭剩菜发扬节约的传统美德，而且还可以保存新鲜食品，为懒人们腾出更多的时间。不用多说，电冰箱的发展也是日新月异的，外形越发豪华美观，功能趋向完善，如抗菌节能保鲜等。目前电冰箱广泛应用于家庭医药卫生商业和科研单位冷冻冷藏设备。在日常生活中，人们对电冰箱的依赖性越来越高，但由于我国电力系统的不稳定性，给电冰箱的使用和保护带来了许多不便，不少电冰箱受到了不同程度的损坏，给家庭和社会带来了不小的损失。电冰箱保护器是随着电冰箱的不断普及而派生的种专用保护装置。它的使用，大大延长的电冰箱的使用寿命，已经成为家庭必不可少的得力帮手。电冰箱保护器的发展也成为多样化，也为电冰箱提供了有效的保护。作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡本课题的主要任务和研究内容本课题的主要任务电冰箱是种间歇工作的家庭电器，在接通电源后，其压缩电动机处于启动运行终止的反复循环过程。根据我国家用电冰箱技术标准的规定，电冰箱的电源电压应在范围内才能保证电冰箱的正常启动和运行。这是由于电冰箱的压缩机作为电动制冷器具的核心部件，其工作的安全性不仅关系到用户的财产安全，而且关系到用户的人身安全，并且压缩机都是在负载条件下启动的。启动时要求电动机启动转矩较大，如果在电源电压低于允许的下限值的情况下启动，会因启动转矩不足，造成电动机启动困难，势必迫使电动机的启动电流成倍增长，超过设计的允许的限度。电冰箱内设的热保护装置对这种瞬间大电流的反应较差，因而极易造成电动机绕组的烧毁。同理，如果电动机长期在低压条件下工作，绕组的持续过热会加速绝缘介质的老化和变质。当电源电压过高时，电动机绕组因电流过载也同样会出现发热而破坏绝缘的现象，对压缩机的寿命都是有害的，严重时也会烧毁电动机。另方面，在电冰箱的压缩机处于工作状态时，不允许在电源突然中断后的短时间内重新接通电源。因为压缩机工作时，压缩泵侧自蒸发器将低压制冷剂蒸发抽出，经过压缩成为高温高压蒸汽，自另侧送往冷凝器，实现向空间排热。两侧压力差最大时可达到十个大气压，压缩机中断运行后，须经定的时间才能恢复两侧的平衡，最好保持在五分钟左右倘若压缩机运行中出现断电后又很快接通的情况，由于两侧存在很大的压力差，电动机启动时的负载很大，启动电流较正常值成倍增加，从而带来烧毁电动机的危险。还有点，在雷电天气下使用电冰箱时，雷电虽然不会直接袭击到冰箱机身上，但是雷电袭击附近的建筑物时，附近电线及些金属物产生的感应电压或电流时很高的，如果不阻止这种高电压电流进入冰箱，就会导致机子被超强电流的袭击而损坏工作电路。所以在供电部门必须在在户外做定的防雷措施，在房子内部，冰箱的电源端口，都有必要设置相关的防雷器件，保证冰箱的正常使用和寿命。为了避免上述危险的发生，我们应该给电冰箱配备个冰箱保护器，该保护作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡器能够在电网电压过压或欠压情况下，使电冰箱供电系统停止供电，电网电压恢复正常后自动恢复供电当电冰箱正在工作时，旦电源中断立即又恢复供电，要使其在分钟之后才恢复供电。以及当有雷电袭击时，把雷电引到电冰箱外部去消除。本课题研究的内容本课题研究的主要内容主要包括以下几个方面正确设计电路图，实现对电冰箱过压保护的设计当电网电压时，电动机绕会因电流过载而出现发热导致破坏绝缘层的现象。正确设计电路图，实现对电冰箱欠压保护的设计当电网电压时，会因启动转矩不足，造成压缩机启动困难，势必迫使电动机的启动电流成倍增长，超过设计的允许的限度，使压缩机受到损害。正确设计电路图，实现对电冰箱延时保护的设计由电冰箱的压缩机的工作原理可知，在电冰箱的压缩机处于工作状态时，不允许在电源突然中断后的短时间内重新接通电源，而应使电冰箱必须经过分钟后才能恢复供电，才不会影响电冰箱的正常工作和人们的日常生活。正确设计雷电保护电路当雷电袭击时，设计出个电路，阻止雷电的超强电流流入电冰箱箱体内部。根据画好的工作原理图，做出设计电路的仿真根据设计的原理图，对整个电路进行仿真实验，也可对局部的保护电路进行仿真。对于无法仿真的电路做出详细的分析介绍。作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡第章电冰箱的组成及工作原理电冰箱的结构组成电冰箱的种类很多，按不同分类方式可以得出不同的种类。按制冷方式来分类，可以分为气体压缩式吸收制冷式半导体制冷式太阳能制冷式电磁振动制冷式辐射制冷式等种类按冷却方式分类可分为直冷式间冷式混冷式三种按温度控制方式分类可以分为机械控制和电脑控制两种。还有有氟电冰箱和无氟电冰箱之分，还有到四星级等等级之分，也有按压缩机转速来分类的定额型和变频型之分。总之，种类很多，我们家庭中常用的电冰箱般是蒸汽压缩式电冰箱。蒸气压缩式电冰箱组成结构如图所示，主要由压缩机冷凝器干燥过滤器毛细管蒸发器等部件组成，其动力均来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。制冷压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压，成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，至此，完成个循环。压缩机冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。图电冰箱制冷系统原理图作者杨胜林贵州民族大学计算机与信息工程学院级电子信息科学与技术指导老师葛凡电冰箱工作原理液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为液体汽化吸热，电冰箱就是利用了液体汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。电冰箱的工作原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启停，使冰箱内的温度保持在设定温度范围内。冷冻室用于冷冻食品通常用于冷冻的温度为，冷藏室用于相对于冷冻室较高的温度下存放食品，要求有定的保鲜作用，不能冻伤食品，温度般为，当测得冷冻室温度高至时或者是冷冻室温度高至时就会启动压缩机制冷，当冷冻室温度低于或都冷藏室温度低于时停止制冷，关断压缩机。这个过程主要由个温控器来完成对温度的监控和反馈调节的。其中，电冰箱的正常工作都是建立在供电电压的正常提