冷柜的电气控制原理探究

于艳萍　石雅琳　曲晓丹

摘 要：近年来，冷柜市场发展十分迅速，市场竞争日益激烈，消费者对冷柜功能的要求也越来越高。冷柜的主要功能是制冷和保鲜食物。随着人们生活质量的提升，越来越多的消费者开始注重饮食安全，而保鲜功能强大的冷柜能持续保持食品新鲜，受到了消费者的青睐。冷柜属于电器，需要通过电气控制系统来控制制冷方式和柜内温度。因此，针对冷柜的电气控制原理展开了研究和分析。

关键词：冷柜；电气控制原理；控制系统；制冷效果

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.140

为了保持食物新鲜，人们通常会将食物放在冷柜内，其已成为现代社会生活中不可或缺的重要工具。目前，冷柜市场的潜力巨大，是商家的必争之地。电气控制系统是冷柜的“心脏”，其重要性毋庸置疑，直接影响着冷柜的性能和功率，进而影响着制冷效果。一旦冷柜电气控制系统出现故障，将无法制冷或启动，因此，研究冷柜电气控制的原理有重要意义。

1 冷柜的工作特点

冷柜启动时的运转频率最大，通常超过130 Hz。此时，制冷速度是最快的。冷柜不可频繁开、关机，因为启动时的能耗最大，需要5 min才能完成启动、制冷过程，达到设置温度后，会自动转入节能运行模式，进入低频运转。冷柜在大多数时间进行的是低频运转，这样既能满足用户的使用需求，还能节约电能。经常性的开、关机不仅会增加能耗，还会对冷柜造成损害，影响其使用寿命，甚至对电网造成冲击，影响其他电器的安全。因此，必须保证冷柜电气控制系统的稳定性，避免电气控制系统故障发生。

2 冷柜电气控制系统的组成

冷柜的电气控制系统由照明电路、压缩机起动系统、冷柜稳定自动控制系统、过电流保护系统、过热保护系统和除霜控制系统组成。电路类型主要分为直冷式冷柜电路、电子温控式冷柜电路、间冷式冷柜电路。直冷式冷柜电路的控制电路由照明开关、温度控制器、启动电容、压缩机电动机和重锤式启动继电器等组成。冷柜电气控制的特点为使用了定温复位控制器，设置了温度补偿电路和除霜电路。在压缩机方面，通常需要设置压缩机保护线路。目前，大多冷柜压缩机电机采用单向分相式感应电动机，这种电动机一般有2个绕组，即启动绕组和运转绕组，包含两大子系统，分别为制冷系统和控制子系统。制冷系统负责制冷，可使冷柜温度达到设定值；控制子系统不仅可协调各电路，还能控制柜内温度，使柜内保持设定温度，从而满足用户的使用需求。

3 冷柜的电气控制原理

冷柜压缩机的电动机由启动绕组和运转绕组组成，这两个绕组的线径不同，压缩机的电动机在启动时，必须将运转绕组和启动绕组同时接入电路，电机启动后再将启动绕组断开，单向感应电机进入工作状态。单向感应电机无运动部件，具有成本低、性能强大、无噪声、无电弧、寿命长的特点，且对电压波动的适应性强，是最理想的电器启动电路，应用十分广泛。但因这种启动器具有的启动特性，在压缩机停机后不可立即再次启动，需要等待启动器的温度下降至临界点后，才能再次启动压缩机，这个冷却过程大概需要5 min。因此，通常情况下，冷柜断电停机后，需要间隔5 min后再次开启。

压缩机的启动原理为：当接通电源后，交流电压通过温控器的接点，经保护器的电热丝送到压缩机的公共端，连通启动绕组和运转绕组，连接PTC启动器串联启动绕组，在通电瞬间，启动线路与电源连通。但由于启动器自身具有的特性，接通电源后电阻会急剧增大，启动器元件和启动绕组中的电流会迅速减小，启动绕组断开，运转绕组持续运转，启动压缩机，压缩机启动旋转，运转绕组保持运行，整个启动过程完成。从启动到加温，再到高阻状态、制冷状态需要5 min。在机电运转的过程中，如果发生过温、过流升的情况，则必须切断电机电源，避免烧毁电机。该问题通常可采用过流、过温升保护器来解决。如果因压缩机故障而造成运行电流增大，导致热丝温度稳定升高，则会造成保护器接点断开。此时，必须切断压缩机电源，避免压缩机烧毁。

为了使冷柜柜内温度保持在设定温度，需安装自动温度控制器。自动温度控制器能灵敏地感受到冷柜内的温度变化，自动控制压缩机的启停，使冷柜温度保持在设定范围。冷柜内的温度升高时，温度自动控制器的接点闭合，压缩机运转制冷，降低冷柜内的温度；冷柜内的温度降低时，温度自动控制器的接点断开，压缩机停止运转，使柜内温度停止下降。自动温度控制器主要由开关触点和感温元件组成，主要控制方式分为压力式和电子温控。压力式感温控制方式应用十分广泛，可通过温度调节旋钮预设定温度；电子温控通过数字键盘设定温度，精度更高。此外，还有照明和风扇电路等部件，但这些部件比较简单，通常与冷柜门开关串联，通过开、关门动作启闭，开门时照明亮起，关门时熄灭。

4 结束语

冷柜是现代生活中不可或缺的重要工具。因此，了解冷柜的工作特点及其电气控制系统的原理，评估冷柜的运行状态，可使冷柜的运行更加稳定、可靠，从而满足人们在生活中的需求，提高人们的生活品质。

参考文献

[1]杨绍辉，庄友明，赵建民.真空隔热板用于低温冷柜的漏热实验设计与分析[J].集美大学学报（自然科学版），2012（01）.

[2]庄友明.VIP和PU复合体用于冷柜的传热模型和经济效益分析[J].化工学报，2010（S2）.

〔编辑：张思楠〕