Позистор для холодильника что это

Позистор определение электронного элемента + схемы

Главная страница » Позистор определение электронного элемента + схемы

Позистор – описание функциональности электронного элемента

Позистор — фактически термистор, обладающий положительным температурным коэффициентом (термистор PTC). Если для стандартного термистора обычным явлением отмечается уменьшение сопротивления с увеличением температуры, позистор действует несколько иначе.

Сопротивление термистора PTC (позистора) резко возрастает, когда температура прибора превышает определённое значение. По сути, позистор увеличивает значение сопротивления при повышении температуры.

Позистор имеет сопротивление — температурные характеристики, которые вызывают экспоненциальное увеличение сопротивления, когда температура детали превышает температуру точки Кюри. То есть имеет место критический температурный фон, при котором значение сопротивления резко возрастает.

Как правило, в условиях температуры выше точки Кюри, сопротивление позистора увеличивается со скоростью от 15% до 60% на один градус Цельсия. Существует много различных точек Кюри (от 40 до 280ºC), что делает возможным легко выбрать подходящий вариант позистора для конкретного применения.

Таблица: температурная характеристика и точки Кюри позисторов

Ряд специальных позисторов представлен продуктами с точкой Кюри ниже значений комнатной температуры. Эти приборы демонстрируют более линейную скорость увеличения сопротивления — до 5% на градус выше точки Кюри.

Если резистор соединен с позистором последовательно или параллельно, характеристики сопротивления-температуры элемента несколько изменяются. В случае, когда позистор используется для температурной компенсации, например, транзистора – такой метод видится полезным для получения подходящих температурных характеристик.

Напряжение — текущие характеристики (статические характеристики)

Позистор может использоваться в качестве нагревателя постоянной температуры с функцией автоматической регулировки температуры. При этом прибор поддерживает постоянную мощность, независимо от колебаний напряжения, если пропускаемый ток поддерживается выше максимального значения тока прибора.

Позистором обеспечивается защита от перегрузки по току, если прибор включен в цепь последовательно. Когда ток, проходящий через позистор меньше максимального значения тока, указанного в спецификации как «защитный ток», позистор действует подобно обычному резистору с фиксированным значением.

Если же параметр тока превышает защитное значение, прибор резко увеличивает сопротивление по причине «саморазогрева», чем уменьшает ток, обеспечивая тем самым защиту рабочей цепи.

При добавлении к позистору включенного последовательно или параллельно резистора, фольт-амперная характеристика тока меняется. В качестве примера можно рассмотреть резистор, включенный параллельно позистору, что обеспечивает функцию постоянного тока с увеличением напряжения.

При подаче напряжения и протекании тока отмечается «саморазогрев» прибора. Если протекающий ток превышает точку максимального тока, «саморазогрев» приводит к превышению точки Кюри, сопротивление резко возрастет.

До момента, пока отмечается максимум тока, прибор стабилизируется выше точки Кюри, поддерживая высокое сопротивление. Когда ток уменьшается ниже точки максимального тока, «саморазогрев» также уменьшается до значения ниже точки Кюри, при условии отсутствия внешнего источника тепла.

Позистор — времятоковые характеристики (динамические характеристики)

Если к прибору приложено определённое напряжение, приводящее к превышению точки максимального тока, позистор пропускает большие токи, учитывая низкое сопротивление.

Соответственно, прибор разогревается до температуры, превышающей точку Кюри, когда сопротивление позистора резко увеличится. Благодаря такой функциональности, ток, в конечном итоге, стабилизируется на постоянном уровне.

Если начальное приложенное напряжение увеличивается, время, необходимое для разогрева позистора за пределами точки Кюри уменьшается из-за большего тока, чем вызывается более быстрый разогрев. Если последовательно или параллельно подключен резистор, отмечается изменение динамических характеристик.

Позистор – структурное исполнение и применение

Свинцовые изделия обычно имеют элемент, припаянный к свинцовым проводам, поверхность которого покрыта эпоксидной смолой. Либо элемент может удерживаться на месте с помощью пружинных клемм и заключаться в пластиковый корпус.

В последнем случае пружинные контакты обеспечивают электрическое соединение и выход контактных клемм из корпуса. Форменное исполнение приборов традиционно квадратное или круглое. Также более современная форма исполнения — тип чипа, получает в последнее время широкое распространение.

Типичное исполнение приборов: A – PRG или PRF; B – PTGL; С – PTFM; D – PTH6M/7M; E – PTWSB; 1 – керамика барий-титаната; 2 – терминал; 3 – резиновая оболочка; 4 – пайка; 5 – свинцовые проводники; 6 – покрытие; 7 – корпус; 8 – пружинный терминал; 9 – терминал; 10 – излучающая пластина и терминал

Применение позистора отмечается в самых разных случаях, например:

Так, позистор может использоваться в качестве саморегулирующегося нагревателя с постоянной температурой. Этот элемент не требует термостата для контроля температуры, плюс защищает от ненормального повышения температуры с последующим отказом. Постоянная температура может поддерживаться переменным приложенным напряжением.

В другом примере позисторы-пеллеты монтируются на алюминиевый радиатор воздушного отопления. Мощность и температуру легко регулировать, изменяя скорость вентилятора, которым воздух протягивается сквозь радиатор.

Энергетические характеристики, кроме всего прочего, меняются при изменении температуры окружающей среды. Когда температура окружающей среды снижается, мощность увеличивается. Когда температура окружающей среды увеличивается, мощность уменьшается.

Возможен контроль постоянной температуры, если позистор подключен к другому нагревателю последовательно. Этот же прибор можно использовать для обнаружения изменения температуры другого нагревателя, а также изменения температуры окружающей среды.

Позистор как датчик температуры и температурной компенсации

Ниже показана принципиальная схема температурной компенсации. При смещении транзистора используется сопротивление позистора. Если транзистор перегреется, соответственно позистор также нагревается. Когда нагрев превысит точку Кюри, прибор перейдёт в режим высокого сопротивления, смещая цепь и отключая транзистор.

Схемные решения, где используется позистор (оранжевый на картинке), направленные на достижение температурной компенсации и защиты транзистора. 1 – базовая схема температурной компенсации; 2, 3 – схематичные варианты датчиков перегрева

При использовании позистора в качестве датчика перегрева, когда требуется температурная компенсация, прибор не изменяет входное сопротивление подобно термистору с отрицательным температурным коэффициентом, учитывая последовательное подключение к входной цепи. Это подходящий вариант для цепей, не требующих изменения входного сопротивления, например в качестве:

Более чем два расположенных позистора способны покрывать несколько активных участков работы с компаратором.

Ниже показана принципиальная схема подключения нескольких позисторов последовательно. Когда один обнаруживает, по крайней мере, перегрев, микросхема компаратор демонстрирует резкую характеристику температурного сопротивления. Это позволяет легко изменять количество позисторов или измерять температуру в составе одной базовой схемы.

Пример схемы температурной компенсации с применением канала регулятора на микросхеме и включением в качестве температурных датчиков сразу нескольких электронных элементов типа позистор

Рассматриваемый электронный элемент также удачно может использоваться для определения перегрева:

На картинке ниже демонстрируется пример определения перегрева двигателя и последующего за этим событием отключения мотора с помощью реле.

Схемные решения под организацию защитных функций с помощью позистора: A – для защиты мотора; B – для защиты мощного ключевого транзистора; C – для защиты обмотки трансформатора; Голубой – источник питания; Жёлтый – мощный транзистор; Оранжевый — позистор

Для вариантов с небольшими регулярными рабочими токами блокировка цепи может осуществляться непосредственно позистором. Для вариантов больших постоянных рабочих токов цепь дополнительно оснащается блокировочным реле или тиристором.

Позистор как электронный компонент текущего контроля

Ниже показана реализация простейшего решения температурного индикатора. Температура измеряется позистором. Если заданная температура превышена, загорается неоновая лампа. Если превышено предельное значение тока цепи, прибор способен реагировать на более высокий ток и быстро защищать цепь.

Простейшая схема индикации: A – вариант включения параллельно с неоновой лампой; B – вариант включения последовательно с неоновой лампой; Голубой – источник питания; Синий – неоновая лампа; Оранжевый — позистор

Функцию задержки вполне допустимо реализовать использованием динамических характеристик описываемого электронного компонента — позистора. Есть два метода:

Допустимо также организовать контроль пускового тока с помощью позистора. Импульсный источник питания, как правило, имеет большой пусковой ток при первом включении.

Возможные схемные решения, направленные на управление реле, при помощи которого, в свою очередь, осуществляются необходимые функции, такие как задержка или блокировка по перегреву

Если использовать позистор вместо резистора или термистора NTC, достигается функция ограничителя пускового тока. Элемент нагревается по причине перегрузки по току в случае отказа реле или тиристора и срабатывает при высоком сопротивлении, быстро блокируя течение тока.

Также видится практичным применение позистора в схеме запуска мотора, будучи использованным в качестве бесконтактного стартера, например, компрессоров:

позистор способствует получению сильного пускового момента.

Определения типичных терминов позисторов

Ниже даны определения терминологии, с которой приходится сталкиваться на случай использования в работе позисторов:

Недопустимое применение позисторов на практике

Учитывая слабую герметичность структуры описываемого электронного элемента, не допускается применять позисторы в определённых условиях. Использование в таких условиях сопровождается снижением характеристик, что приводит к отказу прибора в виде короткого замыкания.

Видео по теме: как читать электронные схемы начинающим

Видеоролик ниже показывает своего рода практический пример чтения электронных схем, что является актуальным для начинающих электронщиков. Возможно, этот пример несколько обогатит знания и поможет разобраться в любой схеме в будущем:

При помощи информации: muRATA

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник

Пусковое реле холодильников: устройство и ремонт

Холодильник – образец бытовой техники, без которой сегодня не обходится ни одна семья. Подобно большинству сложных электромеханический устройств холодильники в определенный момент могут выйти из строя, после чего приходится приглашать мастера. Однако возможны ситуации, когда сравнительно простую неисправность удается диагностировать и устранить собственными силами.

Современные холодильные агрегаты оснащаются компрессорами с однофазным мотором, для запуска которого предусмотрено специальное пусковое реле (ПР). Когда этот узел по какой-то причине отказывает в работе – компрессор агрегата перестает запускаться. В предлагаемом обзоре можно ознакомиться с тем, как работает ПР и каковы признаки его отказа. Пользователи, хорошо разобравшиеся с работой схемы запуска, смогут самостоятельно устранить возникшую неисправность.

Запуск мотора

По своей сути используемые в компрессорах приводные моторы – это однофазные асинхронные двигатели (АД), оснащенные пусковой обмоткой. Основу их конструкции составляют неподвижный статор с комплектом катушек и вращающийся ротор. Подвижная часть двигателя или ротор – это полый цилиндр из алюминия (его называют еще «беличьей клеткой»).

Статор двигательного агрегата содержит пару рабочих обмоток, одна из которых является основной, а вторая выполняет функцию пусковой. Они расположены по отношению одна к другой под прямым углом, либо наматываются в противоположных направлениях, образуя своеобразный «бифиляр». Протекающий по основной обмотке ток создает э/м поле с изменяющимся направлением вектора. При вращающемся роторе по закону э/м индукции в двигателе создается равнодействующая магнитных потоков (ЭДС). Как правило, ее достаточно для того, чтобы поддержать его вращение за счет протекающего по основной катушке тока.

Если ротор в начальном положении неподвижен (что считается нормой), то результирующая ЭДС приближается к нулевому значению. В этом случае для запуска двигателя потребуется дополнительное усилие, обеспечивающее требуемую величину пускового момента. Для этих целей и нужна стартовая катушка.

Для запуска и нормальной работы мотора токи в катушках должны быть смещены по фазе один относительно другого. По этой причине в его конструкции предусмотрен дополнительный, смещающий фазу элемент (дроссельный или конденсаторный). Как только двигатель развивает нужные обороты – необходимость в стартовой катушке отпадает.

Вывод: Для нормального запуска АД нужно задействовать сразу обе катушки (основную и пусковую). С другой стороны для режимного вращения ротора достаточно только одной – основной. Для своевременной коммутации этих цепей и используется пусковое реле, включаемое непосредственно перед компрессором.

Принцип действия ПР

Несмотря на разнообразие моделей и электрических схем современных холодильников, принцип действия ПР у всех у них одинаков. После знакомства с особенностями работы этого элемента в одной из моделей можно будет самостоятельно заняться диагностированием и ремонтом.

Схема устройства и подключение к компрессору

На электрической схеме релейного устройства в первую очередь выделяют входную и выходную цепи. На ней четко видны два провода по питанию и три жилы, идущие на компрессор. Одна из них (нулевая шина питания) является общей для входа и выхода. Вторая (фазная) жила внутри реле расщепляется на две цепочки, по одной из которых фаза поступает на рабочую катушку. Другой отвод предназначен для подачи сетевого питания на коммутирующий контакт цепи запуска.

Если на самом реле отсутствуют обозначения контактов – легко ошибиться при его подключении к компрессору. Предлагаемый некоторыми специалистами метод идентификации обмоток путем измерения их сопротивления очень часто неприменим. Объясняется этот тем, что у некоторых моделей компрессоров их сопротивления практически одинаковы.

Кроме того, различные модели реле отличаются методом крепления на элементах каркаса холодильника (компрессора). Каждая из них имеет особые токовые характеристики, что вынуждает при замене выбирать схожие по параметрам образцы.

Переключение цепей э/м способом

Реле э/м типа срабатывают за счет протекания тока через последовательно включенную стартовую обмотку, что приводит к замыканию его рабочих контактов. Т. к. при запуске компрессора по ней протекает значительный ток, то формируется магнитное поле, достаточное для замыкания контакта стартовой катушки. Сразу вслед за этим ротор начинает разгоняться.

При достижении определенной скорости этот ток уменьшается, а напряженность магнитного поля снижается. За счет упругости возвратной пружины сердечник реле отходит обратно, размыкая цепь питания пусковой катушки. После этого двигатель компрессора переходит в режим обеспечения постоянства вращения ротора. При этом ток протекает только через основную обмотку. В последующем ПР переключается лишь после того, как ротор перестанет вращаться.

Регулирование тока позистором

В некоторых холодильниках в качестве коммутирующего элемента используется электронный прибор – позистор, представляющий собой тепловую модификацию резистора. При низких температурах его сопротивление мало, а с ее повышением оно резко увеличивается (что равносильно размыканию цепи). Этот элемент устанавливается в цепочку, через которую ток поступает на стартовую катушку.

Принцип его действия можно описать так:

Остывает позистор лишь после снятия напряжения с компрессора, а срабатывает вновь при последующем включении двигателя.

Прибор токовой защиты

В двигателях асинхронного типа предусмотрены несколько видов защиты от превышения потребляемым током заданной величины. Это происходит при КЗ в рабочих цепях или при перегреве узлов из-за отказа вентилятора (срабатывает тепловая защита). Вместе с тем не исключены ситуация, когда двигатель в течение некоторого времени (порядка нескольких секунд) работает в режиме предельных токов, превышающих норму в 2-5 раз. Как правило, это случается при резком увеличении нагрузки на валу из-за явления заклинивания.

При этом потребляемый от сети ток также возрастает, но его величина не достигает значений КЗ. Вследствие этого защитный автомат не успевает отключить цепь питания. Тепловое реле также не срабатывает, поскольку за такое короткое время температура его контакта измениться не успевает. Самый верный способ защитить двигатель от перегрузки в этом случае – использовать прибор токовой защиты, устанавливаемый в следующих местах:

В последнем случае получается устройство, сочетающее в себе функции подключения пусковой цепи и защиты по току. Специалисты называют его пускозащитным реле (ПЗР).

Действие этого устройства основано на 3-х принципах:

Всем этим принципам удовлетворяют конструкции, изготовленные в виде сваренных между собой биметаллических пластин с отличным КТР (коэффициентом теплового расширения).

Из-за различия этих показателей при разогреве от протекающего по ней тока такая пластина начинает изгибаться; причем один из ее концов остается в фиксированном положении. Одновременно второй слегка отклоняется и размыкает рабочий контакт. Каждый тип биметаллических пластин рассчитывается на определенный ток, так что при замене ПЗР потребуется убедиться в его совместимости с неработающим прибором.

Поиск и устранение неполадок

С учетом того, что количество элементов в реле незначительно – проверить их исправность удается методом последовательного исключения. Для этого достаточно запастись плоской отверткой и мультиметром. Во время ремонта важно обратить внимание на следующие моменты.

Чисто конструктивно э/м реле – это приборы с контактами, разомкнутыми в нормальном состоянии. Позисторный вариант коммутирующего прибора имеет контакты, первоначально замкнутые. В первом случае при старте мотора ток по цепи запуска не протекает, а во втором – наоборот.

Если заведомо рабочий компрессор не запускается – это означает, что напряжение на пусковой катушку не поступает. Причина в этом случае заключается в следующем:

Рассмотрим каждую их этих неполадок более подробно

Неисправности в реле защиты по току (РЗТ)

В ситуации, когда холодильник включается на некоторое время (5-20 секунд), а затем отключается – это означает срабатывание РЗТ.

Причины его отключения перечислены ниже:

Если при прозвонке мультиметром обнаруживается обрыв цепи питания обмоток – скорее всего, неисправно само реле защиты. Обычно причиной этого является нарушение контакта в биметаллической пластине. Самый простой выход из положения – заменить поврежденный прибор новым.

Неполадки в цепи запуска

Неисправности этого типа выявляются с помощью обычного мультиметра, посредством которого потребуется прозвонить следующие электрические цепи:

В устройстве с индукционной катушкой для восстановления контакта придется вручную поднять контактную планку с возвратной пружиной.

Неисправность позистора

Чтобы убедиться в работоспособности позистора потребуется проверить его сопротивление в различных состояниях. Для этого следует дождаться, когда он полностью остынет и прозвонить его цепь мультиметром или подобным ему прибором. Если тестер показывает полное отсутствие тока или значительное по величине сопротивления – позистор следует заменить новым образцом.

Для проверки режима отключения нужно подключить к позистору какую-нибудь нагрузку (к примеру – лампу накаливания на 100 Ватт). Для этого потребуется вилка с клеммами, подсоединяемая ко входной цепи устройства. Идущие от лампы провода подключают к разъему, контакты которого соединены с нулем питания и фазным концом пусковой обмотки.

При включении в сеть по всей защитной цепи и через лампу начинает течь ток и она загорится. Поскольку его величина значительно ниже, чем при запуске мотора – защитный элемент нагревается очень долго (для выбранной лампы этот промежуток составит порядка 20-40 секунд).

Если со временем лампочка накаливания погаснет, то можно быть уверенным в исправности испытываемого элемента. Если ничего не произойдет и цепь со временем не прервется – это значит, что позистор неисправен. В сложившейся ситуации проще всего приобрести новый прибор.

Проблемы с контактами

Известно две причины рассматриваемой неисправности. Это – отсутствие тока в цепи при вроде бы замкнутых контактах и их залипание из-за потери упругости пластин. Первый случай характерен для ситуации, когда контактные пяточки сильно окислились. Решить проблему удается их зачисткой с использованием наждачной бумаги. Другая причина – деформация самой прижимной планки. В этом случае потребуется восстановить ее форму, обеспечивающую нормальный прижим и контакт.

Более сложная неисправность – залипание планки со штырем, срабатывающей при протекании тока через соленоид и не отходящей при его отключении. Для устранения этой неполадки потребуется почистить элементы, управляющие узлом коммутации.

Выводы

Простота конструкция ПР допускает самостоятельное выявление причины неисправности и позволяет устранять ее без привлечения специалистов. Для этого не требуется глубоких познаний в электротехнике и наличия специального инструмента. При самостоятельном ремонте пускового прибора следует быть очень внимательным, так как от этого зависит функциональность дорогостоящей бытовой техники.

Источник