电冰箱保护器.doc

第1章绪论
课题背景
说到家用电器,让我们不难想到电冰箱。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正负百分之十),而且局部断电又时有发生,根据以上种种原因就应运而生了电冰箱的自动保护器。
电冰箱易损坏或寿命短是困扰人们的一个问题。究其原因,供电电压波动、瞬时断电是电冰箱损坏或寿命缩短的主要原因之一。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,我们利用变压器,再配以控制电路设计了一种自动稳压、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,是一种经济实用的电冰箱保护器。
课题的目的和意义
电冰箱的驱动电机在一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。从目前我国供电情况来看,供电电压还不够稳定,而且局不断电时有发生,所以电冰箱保护器具有重要的使用价值。电动机保护器不仅能保证电冰箱的稳定工作,而且在工农业正常生产,提高生产效率和经济效益和在节能事业中也有着重要意义。
设计任务与要求
设计任务
传统人们在用电时会因技术故障、人为故障、设备老化、质量低劣、自然灾害等引起的电压过高过低、停电再来电而烧毁电器,甚至因此发生火灾的问题,造成了人身的危害和资金的浪费。为了避免上述危险的发生,我们应该给电冰箱配备一个冰箱保护器。该保护器的功能是:当电网电压过压或欠压情况下,使家用电器的供电系统停止供电,当电网电压恢复正常后使家用电器自动恢复供电;当家电正在工作时,一旦电源断电而又立即供电时,本设计要使家用电器必须断电3~5min后才能恢复供电。
本保护器的设计需要考虑下面几个方面的问题:
(1)合适性由于保护器的种类繁多,加之不同厂家生产的电机也有差别。因此,能型电动机综合保护器应该有较好的适应性,即通过简单方便的设置就可使保护器不同的保护特性的要求。
(2)正确性为了充分发挥电机自身的过载能力,同时还要对电机进行有效保护。要求保护器的动作要准确。不准确的动作或造成电机的损坏,或不能充分发挥的过载能力,造成不必要的跳闸断电,影响生产。
(3)保障性这一方面要求保护器在无故障时不能产生误动作,而在故障发生不能拒绝动作,特别是在过压、欠压和突然断电时。要在规定的时间内,准确、可靠地完成规定的保护功能,并且,设计的合理性以及制造时的工艺保证是非常重要的。
本课题研究的技术要求
1、当电网电压≥280V或≤180V时,能自动切断电源;
2、当电网电压恢复正常后3到5分钟自动接通电源。
第2章方案选择
根据设计任务及要求,所设计的电冰箱自保护器的基本思想为:电网电压在正常范围时,保护器不影响电冰箱的正常工作,而一旦电网电压≥280V或≤180V时,保护器应立即切断用电器电源。正在工作的电冰箱一旦断电又恢复供电时,保护器应延时3~5min后再给电冰箱接通电源。不论是保护器立即断电还是延时通电,都需要由继电器触电开关去控制驱动电机,显然该保护器还应设有驱动继电器线圈的驱动电路。
本设计的总体结构框图主要部分,包括LM339 的两个比较器和RP2、RP3 等组成过电压、欠电压检测电路,其中L1A 比较器用于过电压检测,L1C 比较器用于欠电压检测;VT1 构成电子开关,其中LED 为电压指示灯,当电压在市电正常范围内(180V—280V),该灯发亮,否则会熄灭;NE555 时基电路组成延迟记忆电路,组成框图如图2-1所示。
图2-1 系统总体框图
第3章单元电路的设计

接通电源后,220V 交流电经变压器的降压、整流桥的整流、稳压器7812 的稳压后,用电压表可测得约12V直流工作电压,电源图如图3-1所示。
图3-1 电源图
比较器
本设计采用内部具有四个比较器的集成块LM339,该电压比较器的特点是:
,典型值为2mV。
,单电源为2-36V,双电源电压为±1V-±18V。
。
,为0~(Ucc-)Vo。
,大到可以等于电源电压。
。
LM339集成块采用C-14型封装,。由于LM339使用灵活,应用广泛,所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器,如IR2339、ANI339