电热电动器具原理与维修

《电热电动器具原理与维修》电子教案第1章电热基础电热元件控制元件电子教案1.1电热元件1.1.1电阻式电热元件1.开启式螺旋形电热元件这类元件是电热丝绕制成螺旋状后嵌在绝缘或绝热材料制成的盘面凹槽里或专用支架上，电热丝直接裸露在空气中，发出的热量主要以辐射和对流的方式传给欲加热物件。2.罩盖式电热元件该类元件是将电热丝放置在罩盖中，常见的形式有下图所示的两种，其中（a）多用于电灶中，而（b）则多用于普通型电熨斗。3.封闭式管状电热元件这类元件是将电热丝置于绝缘导热材料的封闭系统内，图1-2是常见的外形不同的几种密闭式管状电热元件（简称电热管）。图1-3为管状电热元件的结构示意图。除上述三类主要的电热元件外，还有电热板、绳状电热元件和薄膜型电热元件等。1.1.2远红外电热元件远红外电热元件有管状远红外元件、板状远红外元件、红外线灯等。管状远红外电热元件又分为金属管状远红外元件和石英管状远红外元件两种。图1-4（a）是石英管状远红外元件结构示意图。红外线灯的结构见图1-4（b）。1.1.3PTC电热元件PTC(PositiveTemperatureCoefficient)元件是一种具有正温度系数的热敏电阻。PTC电热元件的优越特性使其在电热水器、电吹风机、电暖器等电热器具中广泛应用。其特性见图1-5所示。1.2控制元件1.2.1温度控制元件1.双金属片温控元件双金属片温控元件是由热膨胀系数不同的两种金属薄片轧制结合而成的，见图1-6。实用中的双金属片温控器是由一条金属片和一条固定的金属弹簧片组成，见图1-7。2.磁性温控元件磁性温控元件也叫磁性限温器，它是利用软磁体的磁温特性来设计的，见图1-8。除上述常见的两种温度控制元件以外，目前还有热敏电阻温控元件，热电偶温控元件和形状记忆温控元件等。1.2.2时间控制元件1.机械式定时器机械式定时器主要由发条、齿轮传动系统、机械开关组件及电触点等部分组成，其中机械开关组件由一个带凹槽的圆形转盘与一个有固定支点的杠杆组成，见图1-9所示。2.电动式定时器电动式定时器主要由微型同步电机、减速机构、机械开关及电触点等部分组成。3.电子式定时器电子式定时器一般采用555集成电路构成，通过充电电容电压上升所用的时间来实现电路的定时，控制电位器可使定时时间在某一范围内连续可调。小结电热器具是依靠电热元件来完成电能转化为热（内）能的电气产品，主要由电热元件、控制元件和保护元件等构成。电热元件主要有电阻式、远红外式和PTC三种。远红外电热元件主要有金属管状和石英管状远红外电热元件两种。PTC电热元件的最大优点是其能自动进行温度补偿、维持恒温工作。双金属片温控元件是将其测到的温度转化为机械运动，从而实现控温和调温的。磁性温控元件是利用软磁铁的磁温特性来实现限温控制的，它限温准确，动作迅速，触点寿命长。时间控制元件主要有机械式、电动式和电子式三种：1.机械式定时器主要由发条、齿轮传动系统和机械开关组件等构成，其特点是动作迅速，使用寿命长，但定时精度稍差。2.电动式定时器主要由微型同步电机、减速机构和机械开关组件等构成，其特点是定时较精确，但价格稍贵。3.电子式定时器主要由集成电路等电子元件组成，其特点是定时准确方便，但价格昂贵，一般使用在高档电器中。第2章电热炊具自动保温电饭锅其他类型的电饭锅电磁灶微波炉2.1自动保温电饭锅2.1.1电饭锅的类型及规格电饭锅的规格一般是以额定功率来划分的，每一种规格对应于一定的容量，常用电饭锅的规格如表2-1所列。2.1.2自动保温电饭锅的结构特点自动保温电饭锅主要由外壳、内锅（内胆）、电热板、限温器和恒温器等构成，见图2-1。1.外壳电热板双称发热板，电热盘等，其中电热管式电热板的结构如图2-2所示。2.内胆3.电板4.磁钢限温器磁钢限温器又称磁性限温器，它是煮饭自动断电装置，一般由软磁铁（感温磁钢）、硬磁铁（永磁体）、起跳弹簧、杠杆和开关按钮等组成，见图2-3。5.保温控制系统电饭锅的保温是由双金属片恒温器（又称保温器、恒温器）来完成的，其结构见图2-4。2.1.3自动保温电饭锅的工作原理自动保温电饭锅的控制电路如图2-5所示。2.1.4电饭锅的使用与维护1.使用方法2.注意事项2.1.5电饭锅常见故障及检修方法1.检查电源指示部分2.检查电热板3.检查保温系统4.检查限温器自动保温电饭锅故障检修方法见教材表2.2。2.2其他类型的电饭锅电子自动保温电饭锅1.结构特点：电子自动保温电饭锅主要由锅外盖、内盖、内锅、加热板、锅体加热器、锅盖加热器、磁钢限温器、保温电子控制元件以及开关等元器件组成，见图2-6所示。2.工作原理电子自动保温电饭锅比普通自动保温电饭锅增设了锅体加热器、锅盖加热器、感温开关、双向晶闸管和微动开关等元件其控制电路如图2-7所示。2.3电磁灶电磁灶是利用电磁感应加热原理制成的一种电热器具，它主要由励磁线圈（感应线圈）、铁磁材料锅底与电路控制系统等构成。2.3.1电磁灶的类型和特点按照励磁线圈中工作电流的频率，电磁灶分为工频（频率为50Hz）电磁灶和高频（频率在15KHz以上）电磁灶两大类，部分电磁灶的规格型号如表2.3所示。电磁灶的优点1.安全性好2.热效率高3.温控准确、热惯性小4.清洁卫生5.噪声低2.3.2工频电磁灶1.结构特点工频电磁灶由励磁线圈、励磁铁心、灶台台板、烹饪锅与控制元件等构成，如图2-9所示。图2-9工频电磁灶结构图电磁灶对锅的结构和材料有特定的要求，图2-12是一种复合板锅体的典型结构示意图。图2-12烹饪锅结构示意图2.工作原理工频电磁灶的控制电路主要包括对励磁装置供电、控制、保护三部分，其电气线路有多种多样，但大同小异，主要由整流滤波、通断控制、励磁、检测、安全防护等部分构成，图2-13是其控制电路的框图。图2-13工频电磁灶控制电路框图现以图2-14所示的一种工频电磁灶的电气线路来较具体地分析它的工作过程及原理。图2-14的虚线框中，“1”为整流滤波电路，“2”为通断控制电路，“3”为励磁电路，“4”为检测电路，“5”为安全防护电路。图2-14工频电磁灶电气线路图2.3.3高频电磁灶简介高频电磁灶一般制成台式塑壳形式，其基本结构装配如图2-15所示。图2-15高频电磁灶结构图2.3.4电磁灶的使用与维护电磁灶的结构和电源较为复杂，容易发生故障的地方很多，因此检测和维修比较复杂，其常见故障及检修方法如教材表2.4所列。2.3.5电磁灶常见故障及检修方法2.4微波炉2.4.1微波炉加热原理及特点1.加热原理2.特点加热迅速易于控制加热烹饪食物质量好干净卫生使用安全方便2.4.2微波炉的基本结构微波炉主要由金属外壳、炉腔和炉门、定时器、温控器、磁控管（微波发生器）、波导管（微波舆通道）、漏磁变压器以及电源指示等组成，其外形和基本结构分别如图2-16和图2-17所示。图2-16微波炉外形图图2-17微波炉结构图1.炉腔炉腔又称加热室，结构见图2-18所示。图2-18微波炉控制面板图2.炉门炉门和联锁开关结构如图2-19和图2-20所示。图2-19炉门联锁开关位置示意图图2-20微波炉门联锁开关结构图3.磁控管磁控管又称微波发生器，是一种真空器件，磁控管由管芯和磁铁两部分构成，管芯由阳板与灯丝、阳板、天线等构成，而永久磁铁则在阳板与阴板之间形成恒定的竖直方向的强磁场。其结构如图2-21所示。图2-21磁控管结构图4.波导：波导是用高导电金属做成的，用于定向传输微波的管状元件。5.搅拌器6.漏磁变压器和整流器7.调节器9.定时器8.功率过热保护器2.4.3微波炉的工作原理普通型微波炉的控制电路如2-22所示。2.4.4微波炉的正确使用方法2.4.5微波炉常见故障及检修方法（见教材表2.5）图2-22普通型微波炉的控制电路小结自动保温电饭锅是由双金属恒温器来实现其保温，恒温器使电饭锅内温度保持在（65±5）0c。自动保温电饭锅的温控系统是用软、硬磁性材料制成的磁钢限温器，它是利用感温磁钢的磁性特征，将电饭锅的温度控制在（103±2）0c（居里点）以下。电子自动保温电饭锅在锅盖、锅体周围连同锅底加热板一起构成一个立体加热环境，通过电子温控电路的控制，形成一个低功率的恒温系统，可使米饭长时间保温且不会变硬。电磁灶主要有工频电磁灶和高频电磁灶两大类，高频电磁灶是将工频交流电变换成20KHz以上的超音频电流供给感应线圈对锅底加热，这是其与工频电磁灶的本质区别。波长在1mm~1m范围内的超高频电磁波称微波。普通型微波炉主要由外壳、炉腔、炉门、定时器、温控器、磁控管、波导管、漏磁变压器以及电源指示等组成。磁控管由管芯和磁铁两大部分组成，其管芯由阳极、阴极与天线构成。第3章电热水器电热开水瓶电热饮水机电热淋浴器3.1电热开水瓶3.1.1电热开水瓶的基本结构电热开水瓶主要由外壳、瓶盖、内胆、底盘、温控器、加热器、显示系统、气压出水装置或电动出水装置等出水控制系统组成，结构如图3-2所示。3.1.2电热开水瓶的工作原理1.普通型电热开水扛的工作原理普通型电热开水瓶的电气原理图如图3-3所示。2.电动气压电热开水瓶的工作原理电动气压电热开水瓶的电气原理如图3-4所示。3.1.3电热开水瓶使用注意事项电热开水瓶常见故障及检修方法见教材表3.1。3.1.4电热开水瓶常见故障及检修方法3.2电热饮水机台式温热饮水机主要由箱体、常温水龙头、热水龙头、接水盘和加热器等部件构成，如图3-5所示。3.2.1温热饮水机的基本结构台式温热饮水机加热部件的结构如图3-6所示。3.2.2温热饮水机的工作原理温热饮水机的基本电路主要由加热电路和指示电路两大部分组成，如图3-7所示。3.2.3温热饮水机的常见故障及检修温热饮水机的常见故障及检修方法见教材表3.2。3.3电热淋浴器贮水式电热淋浴器一般由贮水箱（内胆）、外壳、电热元件、恒温控制器、压力安全阀、冷热水混合调温阀、进出水管和喷淋器等构成。如图3-8所示。3.3.1贮水式电热淋浴器基本结构出口敞开式电热淋浴器混合阀的内部结构示意图如图3-9所示。贮水式电热淋浴器常用的温控元件有双金属片温控器、压力式温控器和电子温控器等。单掷式双金属片温控器工作原理如图3-10（a）所示，双掷式双金属片温控器工作原理如图3-10（b）所示。采用晶闸管的温控器电原理图如图3-11所示。3.3.2贮水式电热淋浴器工作原理贮水式电热沐浴器的典型电路如图3-12所示。3.3.3贮水式电热淋浴器的安全使用贮水式电热淋浴器的常见故障及检修方法见教材表3.3所列。3.3.4贮水式电热淋浴器的常见故障及检修方法小结电热开水瓶一般分为手动气压电热开水瓶和电动气压电热开水瓶两大类，主要由外壳、瓶盖、内胆、底盘、温控器、加热器、显示系统和出水控制系统组成。电动气压电热开水瓶是利用电磁泵工作产生气压作用使水流出实现取水的，而手动式则通过手按压盖使胆内的水在气压作用下流出。温热饮水机的加热系统主要电热罐、电热管、保温壳、温控器等组成。温热饮水机接通电源时加热管通电加热使水温上升到设定温度（一般为950c）时，温控器切断加热电路；当水温下降到设定温度（约850c）时，温控器自动复位接通加热电路。如此周而复始地工作，使热罐中水温保持在（85~95）0c之间。贮水式电热淋浴器主要由贮水箱、加热器、恒温控制器、压力安全阀、调温阀和喷淋器等组成。贮水式电热淋浴器的温控元件通常采用双金属片温控器、压力式温控器和电子温控器等。贮水式电热淋浴器通电后，加热器使箱内水温达到设定温度时，温控器断开加热电路，进入保温状态；当箱内水温低于设定温度时温控器又自动接通电路，加热器重新工作。第4章电热取暖器石英管式取暖器暖风机电热油汀电热褥4.1.1石英管式取暖器的基本结构石英管式取暖器一般由石英管远红外电热元件、反射罩、防护网罩和机壳等组成，如图4-1所示。4.1石英管式取暖器4.1.2石英管式取暖器的工作原理石英管式取暖器的控制电路大体可分为两类：简易型（一般为卧式）双石英管取暖器的控制电路如图4-2