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洗衣机通用电容的识别与检测方法

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:电容主要使用在洗衣机的驱动电动机、电脑板或程控器电路中。其中,钽电解电容的负电极通常采用二氧化锰,铝电解电容的负电极由液态电解质的薄纸膜或电解质聚合物构成。图2-20所示为某洗衣机电动机起动电容。瓷介电容外壳涂有蓝色、黑色、灰色等颜色的保护漆,用漆的颜色表示电容的温度系数。高频和低频瓷介电容也称Ⅰ型和Ⅱ型瓷介电容。

洗衣机通用电容的识别与检测方法

电容是电子电路中最主要的元器件之一,是一种用来存储电荷的容器。在电路中主要起调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换及延时的作用。

电容的内部构造很简单,如图2-18所示,它是由两片相离很近的金属物质,中间夹以绝缘物质组成的。在电路中用字母符号C表示,单位是法拉,用字母符号F表示。

电容的种类很多,最常见的主要有电解电容、瓷介电容、薄膜电容、纸介电容等。

电容主要使用在洗衣机的驱动电动机电脑板或程控器电路中。图2-19所示是某洗衣机电脑板的一部分。标记虚线框形标记的为电解电容,标记实线框形标记的为瓷介电容,点画线框形标记的为金属聚丙烯电容。

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图2-18 电容内部构造

1.电解电容

电解电容是有极性的电容,它以金属铝或钽的表面上形成一层极薄的氧化膜为介质,正极为生长氧化膜的金属箔。其中,钽电解电容的负电极通常采用二氧化锰,铝电解电容的负电极由液态电解质的薄纸膜或电解质聚合物构成。

电解电容在洗衣机的直流电路、脉冲电路、电动机起动电路、变频器等电路工作中经常使用到。图2-20所示为某洗衣机电动机起动电容。

电解电容的外形常做成圆柱形,外壳颜色一般为蓝色和黑色等。其优点是体积小,电容量却很大,电子电路中一般大容量电容均为电解电容。缺点是绝缘电阻低、损耗大、稳定性差及耐高温性能差。因此电解电容在交流电路应用范围很小。

根据材料不同,电解电容又可分为铝电解电容和钽电解电容。其中铝电解电容使用最广泛。

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图2-19 洗衣机电脑板上的电容

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图2-20 洗衣机电动机起动电容

(1)铝电解电容

铝电解电容是由装有液体的电解质圆筒作其负极,中间插入一片弯曲的铝带,经过直流电压处理,使铝带上形成一层氧化膜作为介质的正极。它是一种两个电极板有阳(正)和阴(负)之分的电容。

铝电解电容也叫“非固体电解质卷绕型铝固定电容”。它的基本结构为箔式卷绕型(见图2-21),内部主要由两根CP引线、铝梗、阳极箔、阴极箔、电解纸卷绕成柱状卷芯。然后用胶塞将卷芯密封在铝壳中,外面再套上各种颜色漆的绝缘套管,套管上面标注有电容的性能参数、极性、商标等。

从图2-21中可以知道电解电容的阳极箔上形成一层介质氧化膜,氧化膜为电气绝缘体。电解液为阴极箔,用来引出电极,还可以起修补氧化膜的作用。电解纸的作用一是贮存电解液,其次起隔离阳极箔和阴极箔的作用。

铝电解电容最显著的特性是容量大。其工作介质是通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝(Al2O3),此氧化物介质层和电容的阳极结合成一个完整的体系(两者相互依存,不能彼此独立)。其阳极是表面生成Al2O3介质层的铝箔,阴极是电容的电解液。因此铝电解电容的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔,实际的表面积远远大于其理论上的表面积。

铝电解电容另一个特性是具有自愈性。铝电解电容的阳极氧化膜由于疵点、缺陷、杂质附着过多、过电流冲击等原因,氧化膜局部脱落而造成漏电流增加时,在外加电压的作用下,电解液的氧离子会把氧化膜局部脱落的膜自行修复好,使漏电流恢复达到允许值。但是,当氧化膜破坏力大于修复力或当负极里的电解液蒸发干涸时,氧化膜就会被击穿而损坏。

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图2-21 铝电解电容实物和内部结构组成

(2)钽电解电容

钽电解电容通常应用于洗衣机的转换器中,其外壳上大多标记字母CA符号,属于F类电容。其外形实物如图2-22所示。

钽电解电容和铝电解电容一样,其制作方式采用粗糙表面的钽箔作为阳极箔,电解质为阴极,用钽表面生成的氧化膜作为介质。其内部结构如图2-23所示。

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图2-22 钽电解电容

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图2-23 钽电解电容的内部结构组成

钽电解电容根据阳极结构的差异,可分为箔式钽电解电容和钽粉烧结式钽电解电容两种类型。在钽粉烧结式钽电解电容中,又根据钽电解电容的阴极引出的电解质形态不同,分为固体和非固体钽电解电容。其中,固体钽电解电容使用比较普遍,常见的型号有CA41、CA42等。

1)箔式钽电解电容:箔式钽电解电容也称液体钽电解电容,以钽金属作为正极,阴极(负极)为液体电解质,介质为氧化钽,较铝电解电容的氧化膜介质稳定性更高,寿命更长。

箔式钽电解电容通常采用银外壳,封装形式为管式轴向形或立式柱形,常见的型号有CA30、CA31等类型。(www.xing528.com)

2)钽粉烧结式钽电解电容:钽粉烧结式钽电解电容的阳极(正极)是用颗粒很细的钽粉压块后烧结而成的,其工作电解质分为固体电解质和非固体电解质两种存在形式。

钽粉烧结式钽电解电容的封装外形有管式、长方块和圆片式等。

2.瓷介电容

用作电容介质的陶瓷,统称为陶瓷介质,简称瓷介。瓷介电容是以陶瓷为介质,在瓷件上涂覆一层金属(通常为银)薄膜,经过高温烧结作为电极的一种电容,所以也称陶瓷电容。其外形实物如图2-24所示。

瓷介电容在电子电路中使用广泛,主要应用于温度补偿、隔直、旁路、耦合、滤波、微调、振荡回路等。它具有介电常数高、损耗角正切小、调频特性好、温度系数范围宽广等优点。在洗衣机的电脑板中也应用得较多。

瓷介电容外壳涂有蓝色、黑色、灰色等颜色的保护漆,用漆的颜色表示电容的温度系数。绿色表示的温度系数最大,黑色表示的温度系数最小。其中,蓝色和灰色表示正温度系数,其他颜色则表示为负温度系数。

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图2-24 瓷介电容

瓷介电容按结构形式可分圆片形、管形、鼓形、筒形、叠片、独石、块状、板形等。图2-25所示是部分瓷介电容的外形实物。

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图2-25 部分常见的瓷介电容

瓷介电容根据陶瓷成分的量不同又可分为高频和低频瓷介电容,分别用字母符号CC和CT表示。高频和低频瓷介电容也称Ⅰ型和Ⅱ型瓷介电容。

(1)Ⅰ型瓷介电容

Ⅰ型瓷介电容的介质由具有温度补偿特性的复合陶瓷材料制成,并且介质材料的温度系数在一定范围内成线性变化。故常用于高频电路中作为调谐、振荡回路的电容和温度补偿电容。它具有介质损耗小、绝缘电阻高、电压和频率特性稳定的优点。

最常见的Ⅰ型瓷介电容有圆片形状的CC1型、管状形的CC2型、超高频的CC10型及没有引线的CC11型等类型。

(2)Ⅱ型瓷介电容

Ⅱ型瓷介电容的介质由铁电陶瓷制成,电容量随温度呈非线性变化,介质损耗大,绝缘电阻低。故只适用于低频电路,在电子电路中主要起隔直流、耦合、滤波、旁路等作用。最常见的有圆片形状的CT1型、管状形状的CT2型等Ⅱ型瓷介电容。

3.聚丙烯电容

聚丙烯电容属于薄膜电容类型,它以聚丙烯原料作为介质,是有机介质电容中最年轻的产品,在洗衣机中常有应用。其外形实物如图2-26所示。

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图2-26 聚丙烯电容

聚丙烯电容具有优异的频率和温度特性,电容量和损耗角正切值在很宽范围内与频率的变化无关,而且即使在高温下损耗也很小。

此外,聚丙烯电容的介电强度随温度上升还有所增加,这是其他介质材料难以达到的。此类电容价格适中,多用于洗衣机的高频电路中。

维修笔记

检测电容:电容的检测需要电感电容表或具有电容测量功能的数字万用表来测量。若无此类仪表,日常也可通过万用表来检测电容性能及好坏。下面介绍使用万用表检测小容量固定电容的好坏、判别电解电容正、负极方法、检测电解电容好坏、可变电容的检测方法。

检测前应特别注意的是,在给从电路中拆下的电解电容检测时,应先应将其进行放电处理,之后再检测。

1)小容量固定电容检测方法:小容量固定电容的电容量在1μF以下时,因容量太小,用万用表进行测量时,很有可能无法估测出其电容量,而只能定性地检查是否有漏电、内部短路或击穿现象。具体方法如下:将指针式万用表的量程挡置于R×10k挡位置,将红、黑两表笔相接使指针回零,旋动调零位旋钮使指针回零。用红、黑两表笔不分正负任意与电容的两个引脚相接,若测得其阻值为无穷大,则说明该电容的性能为正常;若测得的阻值很小或阻值接近零,则说明该电容漏电损坏或内部击穿。

2)判别电解电容正、负极方法:电解电容有正、负极性的分别,在观察时,未剪引脚的电解电容,其长的引脚为正极,短的引脚为负极。也有的铝电解电容的外壳上的两端标记有“+”、“-”极。对于正、负极标志不明的电解电容,可根据电解电容反向漏电电流比正向漏电电流大的特性,通过测量漏电电阻的方法加以判别,具体方法如下:将指针式万用表的量程挡置于R×10k位置,将红、黑两表笔相接,使指针回零,旋动零位电位旋钮使指针回零。将红、黑两表笔分别任意与电容的两引脚相接,记下测量结果,然后交换两表笔与电容的两引脚相接,对该电容进行测量。比较两次测量出的电阻值,在阻值大的一次测量中,与黑表笔相接的引脚为电容的正极,与红表笔相接的引脚为电容的负极。

3)检测电解电容好坏的方法:电解电容的容量比其他固定电容的容量要大得多,检测时应根据被测电容的电容量选择合适的量程。通常,1~47μF之间的电容使用R×1k电阻挡位测量,大于47μF的电容使用R×100电阻挡位测量。

利用万用表的内部电池给电容进行正、反向充电的原理,从而可以判断电容的好坏,具体方法如下:将万用表置于与被测电容相应的大致电阻值量程,将红、黑两表笔短接后调零。将红表笔接电容的负极,黑表笔接电容的正极,此时电容开始充电。观察两表笔与电容相接触的瞬间,万用表指针首先应快速向右偏转,然后逐渐返回,直到停顿在某一位置。接下来将红、黑两表笔对调与电容的正负极相接,对电容进行再次测量。若测量时电容不能进行正反向充电,万用表指针不动,或者在再次测量时指针的摆动幅度不能超过第一次摆动幅度,则说明电容容量消失或内部断路。如果测得正反向阻值很小或接近零,则说明该电容已击穿损坏,不能使用。

4)可变电容的检测:检测可变电容时,首先用直观法检查电容的动片与定片之间有没有碰片的情况。另外用手轻轻旋动转轴,应该感觉十分平滑,转轴不应有松动和卡滞的现象。然后,根据可变电容的大致容量,将万用表置于R×1k或R×10k挡位,将红、黑两表笔短接调零。用一只手将两表笔不分正负分别与可变电容的动片和定片的引出端相接,同时另一只手转动其转轴。若测得的阻值为无穷大,则说明该可变电容正常;若在旋转转轴时,万用表能测出一定阻值或指针有时指向零,则说明该可变电容存在短路或漏电故障,需要更换。

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