家用电器原理与应用

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1、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

2、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） 。1.1.3 PTC电热元件 PTC(Positive Temperature Coefficient)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

3、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

4、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。n磁性温控元件是利用软磁铁的磁温特性来

5、实现限 温控制的，它限温准确，动作迅速，触点寿命长。n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。n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。n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

6、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）、

7、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

8、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

9、.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

10、、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

11、 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。

12、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.

13、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（655）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（1032）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。n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。n波长在1mm1m 范围内的超高频电磁波称 微波。 n 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。 n 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。