Макеев Леонид Александрович. Термостат холодильника на симисторе

Электронный термостат для холодильника.

своими руками

Основное назначение бытового холодильника - охлаждение продуктов до заданной температуры. Всё. Больше от него ни хрена не надо. Чем проще, тем надёжнее.

Всё управление сведено к минимуму, ни хера думать не надо и всегда видно где мы.

Нет, я не настаиваю. Если желаете периодически трахаться с ремонтом и капризной настройкой температуры в холодильной камере - дело ваше.

Я натрахался и решил проблему раз и, надеюсь, навсегда.

Речь пойдёт о термостате.

Термостат - это мозг холодильника, компрессор - его сердце. Всё остальное - навороты для понтов. Вот и будем вправлять ему мозги.

Предлагаемый термостат предназначен для работы с двухкамерными холодильниками, с "плачущим" испарителем на задней стенке холодильной камеры, с которого конденсат (вода) стекает в поддон. Но в принципе можно применять хоть в морозилке до -30*С.

В настоящее время в большинстве бытовых холодильников применяются термостаты изобретённые ещё в 19-м веке, одновременно с лампой накаливания. Это примитивное пневмо-механическое термореле, заполненное фреоном (иногда пополам с воздухом, а как проверишь?), которое в принципе не может давать необходимую точность установки температуры. А в последние 20 лет туда ставят вместо серебряных контактов медные, покрытые серебром в несколько микрон. Год, два - начинают глючить, а потом и выгорают напрочь. Кстати в пускозащитное реле ставят такое же медное говно. Так что ремонт гарантирован.

(Я себе ещё в 70-х наковырял серебряных контактов из мощных реле на 15-20 ампер. В плите на переключателях поменял, 25 лет горя не знаю, только конфорки менял. В п/защитном реле тоже они, а в термостат не подлезти, не сменить, горят сволочи, ещё и новый хрен настроишь потом).

В Ютубе масса роликов, как просто сменить термостат самому. Ставят новый, ладошкой потрогал: о, холод пошёл. На этом ролики заканчиваются, а как потом бедолага с настройкой температуры маялся, этого в роликах нет. В Инете толковых холодильщиков практически нет, вымерли что ли? Фуфло гонят всякое. Надоело.

У меня "Бирюса-22", 93-го года. Друган отдал без единой бумажки, даже компрессор ноу-нейм, только шильдик на задней стенке. При замене термостата (отгорели контакты) на точно такой же новый, натрахался вдоволь. Всё пучком заменил, аж на термопасту поставил. Включил пустой, термометр, как путний туда поставил, сижу жду. А он всё работает и работает. 6 часов без передыху молотил, в минус 4*С ушел, в холодильной камере аж вода в кружке ледком подёрнулась. Тут я и озверел.

С остервенением и наслаждением выдрал из холодильника ВСЮ электропроводку, оставил лампочку, реле и компрессор. Собрал схему типа холодильников ЗИС 50-х годов: компрессор, пускозащитное реле, термостат (но уже электронный). И всё.

0x01 graphic

Общая схема холодильника

Цвета проводов могут быть другие. Фаза-ноль показаны условно для удобства монтажа.

Ну вот, а теперь мозги - термостат.

Дело вот в чём. Сильфоновых термостатов с фреоном выпускается миллион разных и ни на одном не написана его рабочая температура. Да там может и фреона нет, как проверишь? А в электронном термостате я сам хозяин: сам придумал, сам сделал, сам настроил. Ничего сложного. Зато у меня есть куча приборов для его проверки и отладки. Как пожелаю, так и сделаю. И сделал.

0x01 graphic

Схема собственно термостата.

Схема сделана с трансформаторным питанием по двум причинам: во-первых дабы на датчике температуры не висела фаза, во-вторых для большей помехоустойчивости схемы от ложных срабатываний.

Схема: классический измерительный мост с выходом на компаратор из ОУ LM2904.

Термодатчик LM135 - при токе 1ма и темп. 25*С падение напряжения = 2,98в

Реально при 0*С = 2,70в (положительный, строго нормированный ТКН 10мв/*С)

Параллельно датчику стоит электролит 22,0 мкф НА 35в, с малой утечкой.

Датчик делаем на проводе длиной, достаточной для перемещения по камере холодильника и герметизируем. Я обмазал смазкой и в таком виде закатал в термоусадку.

Гистерезис компаратора: при 510к = 4*С (+/- 2*С). При 1М = 2*С. У меня с малым гистерезисом "плачущий" испаритель в холодильной камере не успевает оттаять, и для поддержания той же средней температуры холодильник будет чаще вкл/выкл. Сделал себе 4*С.

Сдвиг диапазона срабатывания - установка 0*С. Производится подстроечным резистором 5к - многооборотный, не проволочный, керметный, серии 3296W 502

Ручная регулировка температуры (переменник на 150 ом) - 0/+12*С. Расположен в доступном месте для регулировки. Нанесена примерная шкала.

На выходе компаратора стоит MOC 3082-M - оптосимистор с включением при переходе напряжения 220в через "ноль".

Мощный симистор ВТА16-800 в работе тёплый, на всякий случай поставил на дюралевую пластину 70х20х2мм. Вообще до 200вт в нагрузке можно без радиатора.

Снабберная цепь - защита симистора от импульсов напряжения при включении-отключении компрессора и от ВЧ помех в сети.

Варистор - защита от перенапряжения (бросков) в сети. Работать должен в паре с плавким предохранителем.

Питание.

Трансформатор Т1 - BV 202 0160 - 2х12в, 0,5вт (транс. для печатных плат.)

V1 = V2 - ЭДС 19в. (27в постоянки) При токе 21ма в каждой катушке, напр. на выводах 12в переменки.

Схема собрана на печатной плате "Univ" в корпусе G1202G (110х80х40мм) без батарейного отсека.

Компрессор - безродный, ноу-нейм, 135 вт.

У компрессора косинус Фи = 0,6,

при токе 1А, реактивная мощность = 220 вар.

Эффективная мощность = 135вт.

С компрессором на симисторе при токе 1А падает 0,85в

Пусковой ток компрессора 5,7А (в 6 раз больше рабочего), короткий 0,5-1 сек.

0x01 graphic

Сделано небрежно из того, что было, особо и не старался, быстрее надо было: продукты портятся и жена пилит.

Настройка.

Отключаем гистерезис 510к.

На термодатчике LM135 при токе 1ма и температуре 25*С по паспорту должно быть 2,98в. Реально у датчиков есть разброс +/- 3*С. Ничего страшного, щас всё уладим.

Например в комнате 24*, а датчик показывает 2,96в. Разница температур будет 24* - 0* = 24*С. Значит при 0* он будет показывать 0,01в х 24 = 0,24в

2,96 - 0,24 = 2,72в - это то напряжение, которое будет НА ДАННОМ ДАТЧИКЕ при 0*С.

Переменник 150 ом загоняем в нижнее по схеме положение, 0*С (закорачиваем).

Подстроечником 5к по мультиметру (на пределе 20в) выставляем на самом подстроечнике (на 3-м выводе А1) напряжение 2,72в. Всё, настройка закончена. Подключаем 510к.

Теперь регулировка 150 ом будет 0/+12*С.

Отладка всей системы.

После установки коробки термостата куда надо, начинается самое веселье: поиск оптимального расположения датчика в камере дабы всё работало, как надо и при этом датчик не мешал укладке продуктов, ибо оторвут его. Да и врать будет. Чтобы он свободно омывался воздухом. Хорошо его крепим.

Вся эта бодяга делается в пустом холодильнике. В помощь желателен простенький термометр, типа:

0x01 graphic

Вообще имейте ввиду, что все заводские паспортные данные холодильника измерены с пустым холодильником при температуре окр. воздуха 25*С. Вот так и надо его проверять.

Перед окончательной настройкой я опробовал схему на столе при комнатной Т. Сначала без силовой части, без ВТА. Вот тут очень помогает красн. светодиод, всё видать, ни чё мерить не надо: крутишь ручку - включено-выключено, гистерезис. Потом с ВТА, вместо компрессора лампа накаливания 150-200вт.

Надо сказать пробное включение на столе вышло фееричным. В буквальном смысле. Токо включил: дым, вонь, огонь, шипение, потом ТРАХ! В полквартире свет погас и в темноте УПС компьютерный надрывается. Веселуха. Надо же, в трёх силовых проводах запутался. Разобрался, поменял ВТА, резистор, больше ни чё не сгорело. Побочный эффект: жена меньше пилить стала: работаю, однако.

Некоторые размышления о старом и новом.

Компрессоры холодильников старых выпусков, а много и новых, запускались и работали через контактное электромагнитное реле. В большинстве современных вместо них ставят бесконтактные позисторные пускатели, ну типа полупроводниковая керамика. Сравним плюсы и минусы.

Пункт первый: надёжность.

Единственный недостаток э/магнитного пускателя - подгорание контактов.

В старых совковых пускателях контакты были серебряные, о чём указывалось в его паспорте. Их вполне хватало на 10-15 лет работы. После подгорания их легко можно было зачистить и они работали ещё столько же, и т.д. В современных пускателях, и китайских, и наших ставят медные контакты с напылением серебра в 3-5 микрон для красивого вида. Через год-два-три они выгорают напрочь, надо менять пускатель. Да и термостаты не лучше стали делать.

В моей Бирюсе пускач проработал 27 лет и был живой. Разобрал просто из интереса: контакты - чистое серебро (1,2гр.). Чуток оплавленные, без окислов и грязи, малость почистил и обратно поставил. По самым скромным подсчётам за 27 лет он сделал 540 000 циклов вкл/выкл с пусковым током 6А и работой на индуктивную нагрузку. Если на контакты поставить искрогаситель (варистор) за 10руб. пускатель вообще вечный будет. Он же простой, как гранёный стакан, там ломаться нечему.

На сегодняшний день 1 гр серебра 999 пробы - 70 руб. Я думаю это стОит 15-20-ти лет работы холодильника.

Но тут случилась неприятность: пошла мода на бесконтактные позисторные пускатели (в простонародье "таблетки"), дескать искрящих контактов нет и они будут вечные.

0x01 graphic

Ага, щщас. Горят родимые или просто разрушаются. В Инет посмотрите: народ мечется в поисках позистров для холодильников, особенно для импортных. Они же все разные для разных компрессоров, на разные пусковые и рабочие токи. Ставят "подходящий", чтоб компрессор запускался, а если у позистора рабочий ток больше компрессорного, компрессор будет сильно греться. Холода будет давать столько же, а счётчик будет накручивать вдвое.

Это ещё не все радости от моды.

При температуре 25*С у таблетки малое сопротивление (15-40 ом) и она даёт большой пусковой ток (4-8А). Этим током сама таблетка за 1-3 секунды разогревается до температуры 70*С, сопротивление её увеличивается многократно, ток через неё и пусковую обмотку уменьшается в десятки раз, но продолжает течь и поддерживать рабочую температуру таблетки 70*С.

0x01 graphic

В таком виде компрессор нормально работает, всё хорошо. Но если 220в на 1-2 сек. пропадёт, ну мигнёт свет, а такое в наших сетях бывает, компрессор успеет остановиться, но повторно не запустится, пока не остынет таблетка. А она не остынет: напруга-то появилась. И что мы имеем? Остановившийся компрессор, через рабочую обмотку которого хлещет ток 2-3А и он греется, как падла. Пока обмотка не сгорит. Особенно приятно, если вас в это время дома не будет. Почём стоит заменить компрессор, можете в Инете посмотреть.

Дабы такого не произошло в холодильнике должно стоять реле времени для задержки повторного включения на 5-7 минут пока таблетка остынет. А это уже электроника, которая тоже иногда ломается. Общая надёжность работы холодильника понижается. Да, и не плохо бы ещё термореле на компрессор поставить для отключения от перегрева. Можно поставить самому, типа KLS, градусов на 100:

0x01 graphic

250в, 10А, на размыкание. 60 руб.

Через полчача-час, когда компрессор и таблетка остынут, холодильник сам включится.

В современных навороченных холодильниках стоит куча датчиков и целые платы управления аж на микроконтроллерах со своими программами, которые кстати тоже слетают при наших сетях. Знаете, сколько стоит отремонтировать или заменить такую плату? Проще новый купить.

Я это к чему? Любое усложнение конструкции влечёт повышение цены, увеличение деталей и понижение надёжности. Теорию надёжности ещё никто не отменял.

Промышленные электронные термостаты

Китайские термостаты W1209 и W1401

https://www.youtube.com/watch?v=ahg5NJjUvew

0x01 graphic

У W1209 на выходе стоит реле со слабыми контактами, отгорают через полгода. Годится только для подключения более мощного силового реле.

В W1401 реле помощнее, но тоже не вечное.

Недостатки.

Термостаты сделаны не для холодильника, а как универсальные, из-за этого сложные в управлении и настройках.

Нет корпуса

нужен дополнительный блок питания 12в

При пропадании 12в настройки сбрасываются в заводские

Главное: управление нагрузкой (компрессором) - контактное, через обычное реле, что снижает надёжность до уровня обычного сильфонного термостата.

**********************************************

Якобы "немецкий" эл. термостат STC-1000

https://www.youtube.com/watch?v=KskN012kBuA

0x01 graphic

Этот тоже универсальный, в приличном корпусе, получше и удобнее, и у него внутреннее питание от 220в.

Но суть та же: на выходе стоит обычное контактное реле у которого гарантия на 100 тыс. срабатываний, а то и меньше.

Так что ни какого выигрыша в надёжности работы холодильника такие термостаты не дают, даже если в пускателе стоит "таблетка".

Думайте сами, решайте сами...

Екатеринбург, апрель, 2021 г.

P.S.

При покупке нового холодильника в магазине очень просто проверить, чем запускается компрессор: контактным пускозащитным реле или новомодным бесконтактным позистором (таблеткой). Продавцы вам не помогут, они сами не знают. На 10 секунд включаем холодильник в розетку, затем выключаем на 5 сек. и включаем снова. Если компрессор заработал, там стоит реле, если не заработал - стоит "таблетка". А дальше уже думайте сами.

Оставить комментарий © Copyright Макеев Леонид Александрович (dyplodoc@gmail.com) Размещен: 19/04/2021, изменен: 04/06/2021. 17k. Статистика. Статья: Изобретательство Полезные самоделки для здоровья, быта, досуга Иллюстрации/приложения: 10 шт.		Ваша оценка:
Аннотация: Нет, я не настаиваю. Если желаете периодически трахаться с ремонтом и капризной настройкой температуры в холодильной камере - дело ваше. Я натрахался и решил проблему раз и, надеюсь, навсегда.

Макеев Леонид Александрович : другие произведения.

Термостат холодильника на симисторе