Виды термостатов, конструкция, принцип действия
За время существования техники, человечество придумало много различных видов данного узла. Практически все модификации и конструкции термостатов, можно отнести в несколько больших групп. По конструктивному исполнению термостат подразделяется: механические, электромеханические и электронные. По температурным режимам: высокотемпературные (300—1200 °C), Средне температурные (-60—500 °C) и термостаты для низких температур (менее ?60 °C). Так же, можно классифицировать по виду рабочего тела. Воздушные, жидкостные, твердотельные. Мы же будем рассматривать, термостаты, которые наиболее часто применяются в бытовой технике.
Механические
Термостаты, в которых не используются электрические части, будь то контактные пары (группы) или электронные компоненты, такие как электронные датчики и т.п. Данный вид, так же делиться на несколько подвидов. Но подробно обсуждать эти разновидности прибора мы не будем, так как в бытовой технике, чаще используются электромеханические и электронные виды термостатов. В крупной бытовой технике, механический термостат можно встретить в кухонных плитах, духовках. Механический термостат в них используется для поддержания заданной температуры в духовке. Очень часто, термостат, выполнен комбинированно, с газовым краном духовки. Работает этот узел таким образом: открываете кран подачи газа в духовку, он имеет градуировку на панели управления газовой плиты или духовки, либо от 0 до 10, либо примерные значения температуры. В механизме крана есть два «значения» подачи газа – максимум и минимум. Это значит, что газ в духовку поступает максимально заданным давлением до набора необходимой температуры. После набора температуры термостат переводит кран в режим минимум, при котором, рост температуры не происходит. Как только температура упала ниже заданного параметра, термостат снова переводит механизм подачи газа в режим максимум. Составные части: газонаполненная колба, капиллярная трубка, рабочая мембрана.
Электромеханические
Термостаты, в которых используются контактные пары (группы). Электрические термостаты, так же делятся на несколько видов. Первый, это вид, где в качестве датчика температуры, используется газонаполненная колба, капиллярная трубка, рабочая мембрана. Второй вид, в качестве датчика температуры, используется биметаллическая пластина. И в обоих случаях, сила от мембраны или биметаллической пластины, направлена на замыкание / размыкание контактных групп, пар. Еще можно отметить две подгруппы биметаллических термостатов – это регулируемые и с фиксированным температурным значение, при достижении которого термостат замыкает контакты, либо размыкает.
Электронные
Термостаты, в которых контроль температуры, как правило, осуществляется за счет
изменения проводимости электронного компонента, терморезистора (NTC), термотранзистора и т.д., это так называемый датчик. Датчики, условно можно разделить на два вида – это те, в которых при росте температуры, сопротивление возрастает и напротив, те в которых, во время роста температуры замеряемой среды, сопротивление падает, т.е. возрастает проводимость. Датчик, проводами соединен с микроконтроллером, который в свою очередь, откалиброван под конкретный вид датчика. Это означает, что контроллер (микросхема), «понимает» значения сопротивления контрольного элемента. И в зависимости от заданных значений и фактических, силовая часть схемы (реле), замыкает / размыкает контактные группы.
Способы проверки термостатов. Диагностика неисправности
Существует множество модификаций электронных термостатов. С выводом значений на дисплей, с ступенчатым или многоуровневым контролем / реакцией, с возможностью регулировки временных параметров и много других. Хочется отметить, что в современной технике все чаще используются электронные термостаты.
Для механического вида
Используемого в кухонных плитах, самый простой способ выявления неисправности. Я бы назвал метод — проверка по признакам. Пример. Включаем духовку, выставляем небольшое значение температуры. Т.е. не минимальное значение, а скажем для градуировки от 0 до 10, устанавливаем на 2, для «градусной» градуировки, ставим, к примеру, на 100 градусов Цельсия. При прогреве прибора, приблизительно в течении 5 — 15 мин., пламя на рассекателе, должно уменьшиться до значения мин. (почти погасло, но поддерживается в стабильном состоянии). Точность проверки, возрастет, если использовать термометр или мультиметр с термопарой, сравнивая значения. В случае, если с течением времени, пламя не реагирует, необходимо заменить термостат или узел целиком.
Электромеханический термостат духовки
Для электромеханических термостатов, я бы выделил два метода проверки. Первый. Проверка прибора относительно заданных параметров на соответствие. Пример. Стиральная машина с электромеханическим термостатом, заданная температура 40 градусов Цельсия. Здесь стоит отметить, что для проверки температуры в стиральной машине, нужно знать рабочий алгоритм. Т.е. когда происходит нагрев. В большинстве СМ, нагрев начинается после 5 – 10 минут работы, прибора и только до первого слива воды, это справедливо для большинства программ, кроме «короткой стирки». С помощью термометра или мультиметра с термопарой, контролируем нагрев воды в баке. При исправном приборе заданное значение, должно соответствовать измеряемому, с учетом небольшой погрешности и дельты t°.
Дельта t° (? t°) это разница в градусах, между температурой выключения и включения термостата. Другими словами при достижении заданной температуры, термостат отсекает нагрев, не точно в заданном положении, а немного больше заданного значения и при падении установленной температуры, термостат включается, как бы с запозданием, вот эта разница температур и есть ? t°. Пример. Установили температуру в духовке 170 градусов Цельсия. Термостат, отключает нагрев при достижении 173 градуса, а при падении температуры ниже 168 градусов, включает нагрев снова. ? t° составляет 5 градусов Цельсия (значения вымышленные).
Второй способ проверки электромеханического термостата. Этот способ менее точный, чем первый, но для диагностики неисправности в «домашних условиях», вполне приемлем. Способ опишу на примере. Есть духовой шкаф, с пределом температурного диапазона до 280 градусов. Разбираем прибор, находим термостат, пару контактов, которые при достижении температуры размыкаются. Их можно найти, если проследить проводку так же по сечению провода и т.д. Провода снимаем и замыкаем между собой, а к контактам термостата, подключаем тестер в режиме «прозвонки», в холодном состоянии духовки, они должны «звонится» накоротко, т.е. сопротивление равно приблизительно нулю. Устанавливаем ручку термостата в положение 150°С, включаем духовку. Не забываем о мерах предосторожности. Спустя, минут 5 – 10, если на тестере не появилось значение «разрыв» (бесконечное сопротивление), медленно вращаем ручку регулятора температуры в сторону минимального
значения, в определенном положении ручки, тестер должен показать разрыв, это зависит от степени прогрева
прибора и времени работы. Если замерять температуру в диагностируемом приборе, проверка исправности будет более точной. Описанные способы проверки, справедливы для выявления неисправности электромеханических термостатов и в стиральных машинах, посудомоечных машинах, холодильниках, утюгах, бойлерах и т.д.
Проверка электронного термостата. Электронный термостат можно проверить первым методом, описанным для электромеханического термостата. Этот способ подходит для определения неисправности узла в целом.
Для проверки на элементном уровне, необходимо замерить изменение сопротивления датчика, при изменении
температуры, проверить работоспособность контроллера (питание и пр.), а так же исправность исполнительного узла (РЕЛЕ и т.д.)
Из опыта ремонта бытовой техники должен отметить, что неисправность термостатов, не зависимо от вида, проявляется как правило, в виде постоянно замкнутых силовых контактов либо разомкнутых, не зависимо от температуры. Несоответствие показаний температуры, встречается достаточно редко.
Термостат в стиральной машине, духовке, холодильнике, бойлере и т.д.
В современных бытовых приборах, все чаще используются электронные термостаты, в виду их точности и безотказности, а так же удельной стоимости, относительно электромеханических. Все электромеханические термостаты, достаточно похожи друг на друга, так же как и схемотехника электронных.
Вот мы и рассмотрели основные виды термостатов, конструкцию, принцип работы, а так же методы выявления неисправностей. Если что — то упустил, прошу добавить в комментариях.