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1、家用电器基础与维修技术第1章家用电器常用设备与元器件本章要点家家用用电电器器中中常常用用交交流流电电动动机机、直直流流电电动动机机的的类型及结构类型及结构家用电器中常用电热元件家用电器中常用电热元件的类型及应用的类型及应用家用电器中常用检测控制元件家用电器中常用检测控制元件的类型及应用的类型及应用交流交流电动机的拆装与检修实训电动机的拆装与检修实训1.1常用电动机的类型及结构常用电动机的类型及结构 冰冰箱箱、空空调调器器以以及及家家用用电电动动电电热热器器具具由由于于一一般般使使用用单单相相交交流流电电源源或或直直流流电电源源, ,在在这这些些电电器器中中使使用用的的电电动动机机主主要要是是单
2、单相相异异步步电电动动机机、单单相相串串激激式式电电动动机机和和永永磁磁式式直直流流电电动动机机。由由于于每每种种家家用用电电器器功功能能不不同同，对对所所使使用用的的电电动动机的具体要求也不同。机的具体要求也不同。1.1.1 单相异步电动机单相异步电动机 单单相相异异步步电电动动机机又又称称为为单单相相感感应应电电动动机机，只只需需单单相相交交流流电电源源供供电电，广广泛泛应应用用于于电电风风扇扇、洗洗衣衣机机、抽抽油油烟烟机机以以及及冰冰箱箱、家家用空调器中。用空调器中。 单单相相异异步步电电动动机机是是由由定定子子、转转子子、机机座座、端端盖盖、轴轴承承和和启启动动元元件件等等几几部部分
3、分组组成成。定定子子主主要要由由定定子子铁铁心心、定定子子绕绕组组组组成成。定定子子绕绕组组的的作作用用是是通通入入交交流流电电后后产产生生旋旋转转磁磁场场。转转子子由由转转子子铁铁心心、转转子子绕绕组组和和转转轴轴三三部部分分组组成成。转转子子在在旋旋转转磁磁场场的的作作用用下下，在在转转子子绕绕组组中中产产生生感感生生电电流流，感感生生电电流流又又在在旋旋转转磁磁场场的的作作用用下下产产生生转转矩矩，使使转转子子转转动动。由由于于转转子子的的转转速速总总是是低低于于旋旋转转磁磁场场的的转转速速，所所以以把把这这种种电电动动机机称称为为异异步步电电动动机机。机机座座和和端端盖盖是是整整个个电
4、电动动机机的的支支撑撑，用用来来固固定定及及保保护护定定子子和和转转子子。有有的的电电动动机机的的机机座座和和端端盖盖合合二二为为一一，如如洗洗衣衣机机、电电风风扇扇电电动动机机等等。轴轴承承是是保保证证电动机运转的部件。电动机运转的部件。 由由于于单单相相交交流流电电通通过过一一个个绕绕组组只只能能产产生生一一个个脉脉动动而而不不旋旋转转的的磁磁场场。为为了了获获得得旋旋转转磁磁场场，得得到到启启动动转转矩矩，通通常常在在定定子子上上另另加加一一个个辅辅助助绕绕组组（启启动动绕绕组组），它它与与主主绕绕组组（运运转转绕绕组组）相相隔隔等等空空间间角角度度，并并采采用用种种种种办办法法使使两两
5、绕绕组组中中电电流流的的相相位位尽尽可可能能接接近近9090，这样两绕组的电流将产生一个旋转磁场，如图，这样两绕组的电流将产生一个旋转磁场，如图1-11-1所示。所示。图1-1 单相异步电动机的转动原理 在在图图1-11-1中中上上图图为为电电流流波波形形图图，下下图图为为电电动动机机定定子子截截面面图图，定定子子绕绕组组A-X和和B-Y分分别别通通以以电电流流ia、ib。用用右右手手螺螺旋旋法法则则可可得得合合成成磁磁场场的的方方向向，图图中中所所示示为为三三个个不不同同时时刻刻的的定定子子电电流流磁磁场场，可可以以直直观观看看出出，合合磁磁场场随随时时间间而而旋旋转转，转转子子因因此此获获
6、得得启启动动转转矩矩，一一旦旦启启动动，单单相相电电动动机机就就能能自自行运转。行运转。家家用用电电器器使使用用的的单单相相异异步步电电动动机机,是是根根据据运运转转绕绕组组与与启启动动绕绕组组中中电电流流的的相相位位差差产产生生方方法法不不同同来来分分类类的的，主主要要有有电电容容式式、电电阻阻启启动动式和罩极式。式和罩极式。1.电容式单相异步电动机 电容式单相异步电动机启动绕组回路中串联电容器，以使两绕组中电流电容式单相异步电动机启动绕组回路中串联电容器，以使两绕组中电流的相位不同，产生旋转磁场，即产生启动转矩。如果电容选择适当，可以使的相位不同，产生旋转磁场，即产生启动转矩。如果电容选择
7、适当，可以使两绕组电流相位差达两绕组电流相位差达9090。 (1) (1)电容启动型（电容启动型（CSIR） 电容启动型是指在启动绕组回路中串联电容启动型是指在启动绕组回路中串联1只电容只电容器，称为启动电容器，以提高启动转矩，并且设有离心式开关（电流继电器器，称为启动电容器，以提高启动转矩，并且设有离心式开关（电流继电器或或PTC热敏继电器等控制器件）。当电动机转速达到额定转速的热敏继电器等控制器件）。当电动机转速达到额定转速的70%80%时，启动电容器与启动绕组断开，只有运转绕组通电。其接线图如图时，启动电容器与启动绕组断开，只有运转绕组通电。其接线图如图1-2（a）所示。所示。 (2)(
8、2)电电容容运运转转型型（PSC） 在在电电容容器器与与启启动动绕绕组组的的串串联联电电路路上上不不设设启启动动开开关关，即即构构成成电电容容运运转转型型。电电动动机机不不论论是是启启动动还还是是运运转转，电电容容器器均均接接在在电电路路中中而而不不断断开开。但但因因设设计计时时主主要要考考虑虑它它在在额额定定运运行行时时应应具具有有最最佳佳性性能能，不不能能兼兼顾顾启启动动性性能能，故故启启动动转转矩矩较较小小，广广泛泛应应用用于于电电风风扇扇、洗洗衣衣机机等等。其其接接线线图图如如图图1-2（b）所示。所示。 (3)(3)电电容容启启动动电电容容运运转转型型（CSR） 为为了了使使电电动动
9、机机在在启启动动和和运运行行时时都都能能得得到到比比较较好好的的性性能能，这这种种电电动动机机在在启启动动绕绕组组电电路路中中接接有有两两个个电电容容器器，其其中中电电容容量量较较小小的的电电容容器器供供运运转转时时使使用用；另另一一容容量量较较大大的的电电容容器器供供启启动动时时使使用用。启启动动结结束束，该该电电容容器器断断开开。电电容容启启动动电电容容运运转转型型单单相相异异步步电电动动机机既既有有较较大大的的启启动动转转矩矩又又能能承承受受较较大大的的运运转转负负载载，是是较较理理想想的的单单相相交交流流电电动动机机，适适用用于于大大容容量量的电冰箱、空调器等。其接线图如图的电冰箱、空
10、调器等。其接线图如图1-2（c）所示。所示。2.电阻启动式电动机电阻启动式电动机 这这 种种 电电 动动 机机 也也 叫叫 电电 阻阻 分分 相相 式式（RSIR）电电动动机机，其其接接线线图图如如图图1-3所所示示。定定子子绕绕组组也也分分为为运运转转绕绕组组（主主绕绕组组）与与启启动动绕绕组组（副副绕绕组组）。启启动动绕绕组组采采用用线线径径较较细细的的导导线线绕绕制制，匝匝数数少少，电电感感较较小小，电电阻阻较较大大（呈呈阻阻性性）；而而运运转转绕绕组组采采用用线线径径较较粗粗的的导导线线绕绕制制，匝匝数数多多，电电感感大大而而电电阻阻小小（呈呈感感性性）。两两绕绕组组并并联联于于单单相
11、相交交流流电电源源中中，根根据据RL并并联联交交流流电电路路的的基基本本性性质质可可知知，两两绕绕组组中中的的电电流流有有一一定定的的相相位位差差（不不一一定定为为9090），所所形形成成的的合合成成磁磁场场是是一一个个旋旋转转磁磁场场，此此磁磁场场与与转转子子作作用用形形成成转转矩矩，致致使使电电动动机机能能启启动动运运转转。启启动动绕绕组组由由于于线线径径细细，匝匝数数少少，不不能能长长时时间间通通电电。为为此此启启动动绕绕组组中中都都设设启启动动开开关关，常常用用的的是是电电流流继继电电器器、PTC热热敏敏继继电电器器等等。当当转转子子转转速速达达到到某某预预定定值值时时，启启动动开开关
12、关断断路路，启启动动绕绕组组脱脱离离电电源源，电电动动机机进进入入正正常常运运转转状状态态。此此类电动机多用于中小型电冰箱。类电动机多用于中小型电冰箱。1.1.2 单相串激式电动机单相串激式电动机 单单相相串串激激电电动动机机因因将将定定子子铁铁心心上上的的激激磁磁绕绕组组和和转转子子上上的的电电枢枢绕绕组组串串联联起起来来而而得得名名，流流过过激激磁磁绕绕组组和和电电枢枢绕绕组组为为同同一一电电流流。当当单单相相串串激激电电动动机机接接入入如如图图a所所示示电电源源时时，根根据据右右手手定定则则，定定子子磁磁场场为为下下方方N极极，上上方方S极极，由由于于靠靠近近N极极的的电电枢枢绕绕组组电
13、电流流方方向向是是垂垂直直纸纸面面向向里里的的，靠靠近近S极极的的电电枢枢绕绕组组电电流流方方向向是是垂垂直直纸纸面面向向外外的的。根根据据左左手手定定则则，电电枢枢作作逆逆时时针针方方向向转转动动。改改变变电电源源方方向向，如如图图b所所示示，同同样样方方法法可可判判断断出出转转子子仍仍为逆时针方向旋转。为逆时针方向旋转。 当当串串激激电电动动机机接接入入交交流流电电时时，转转子子的的转转向向也也不不变变，如如图图c所所示示。其其特特点点是是交交、直直流流两两用用，体体积积小小，重重量量轻轻，转转矩矩大大，转转速速高高。而而且且通通过过调调节节电电源源电电压压，可可方方便便地地调调速速，但但
14、不不允允许许在在额额定定电电压压下下空空载载运运转转。单单相相串串激激式式电电动动机机主主要要应应用用于于吸吸尘尘器器、小小型型手手电电钻钻、电电动动缝纫机、多功能食品加工机等。缝纫机、多功能食品加工机等。1.2 电热元件 家家用用电电器器中中很很重重要要的的一一类类是是电电热热器器具具, ,它它是是将将电电能能转转换换为为热热能能的的电电器器。按按电电加加热热原原理理分分类类有有电电阻阻加加热热、远远红红外外线线加加热热、电电磁磁感感应应加加热热和和微微波波加加热热等等4 4种种。各各种种电电热热器器具具的的基本结构主要都是由电热元件、控制元件所组成。基本结构主要都是由电热元件、控制元件所组
15、成。 电电热热器器具具中中能能将将电电能能转转换换成成热热能能的的部部件件称称为为电电热热元元件件。它它是是电电热热器器具具的的核核心心，直直接接决决定定着着电电热热器器具具的的使使用用寿寿命命、安全性和经济性。安全性和经济性。 家家用用电电热热器器具具中中，常常见见的的电电热热元元件件有有电电阻阻式式电电热热元元件件、远红外线电热元件和远红外线电热元件和PTC电热元件。电热元件。1.2.1 电阻式电热元件电阻式电热元件 常用的几种电阻式电热元件开启式螺旋形电热元件开启式螺旋形电热元件 云母片式电热元件云母片式电热元件 金属管状电热元件金属管状电热元件 电热板电热板 绳状电热元件绳状电热元件
16、1.2.2 远红外线电热元件远红外线电热元件 远远红红外外线线加加热热方方法法的的热热源源是是红红外外电电热热元元件件发发出出的的波波长长为为2.515m的的远远红红外外线线。其其基基本本原原理理是是：先先使使电电阻阻发发热热元元件件通通电电发发热热，靠靠此此热热能能来来激激发发红红外外线线辐辐射射物物质质，使使其其辐辐射射出出红红外外线线对对物物体体加加热热。它它具具有有升升温温迅迅速速，穿穿透透能能力力强强，节节省省能能源源和时间的特点。和时间的特点。 远远红红外外线线电电热热元元件件有有管管状状、板板状和红外线灯等多种。状和红外线灯等多种。 管管状状远远红红外外电电热热元元件件为为乳乳白
17、白色色透透明明石石英英材材料料制制成成，内内壁壁每每1cm2就就有有20008000个个直直径径为为0.030.05mm的的小小气气泡泡。可可产产生生出出较较强强的远红外辐射。其结构如图的远红外辐射。其结构如图a所示。所示。 板板状状远远红红外外元元件件是是在在碳碳化化硅硅或或金金属属板板表表面面涂涂敷敷一一层层远远红红外外辐辐射射物物质，中间装上合金电热丝制成的。质，中间装上合金电热丝制成的。 红红外外线线灯灯的的结结构构和和普普通通照照明明用用的的白白炽炽灯灯大大致致相相同同，红红外外线线灯灯的的结结构见图构见图b所示。所示。1.2.3 PTC电热元件电热元件PTC器器件件是是一一种种正正
18、温温度度系系数数的的热热敏敏电电阻阻。它它有有着着十十分分重重要要的的电电阻阻温温度度特特性性：当当温温度度低低于于居居里里点点时时，近近似似为为一一个个阻阻值值较较小小的的电电阻阻，可可以以小小到到十十几几欧欧姆姆，但但当当温温度度高高于于居居里里点点时时，PTC阻阻值值随随温温度度升升高高而而急急剧剧增增大大，增增加加量量可可达达103105倍倍，这这时时可可以以认认为为是是处处于于开开路路状状态态，如如图图所所示示。“居居里里点点”是是一一个个特特殊殊的的温温度度值值，由由材材料料的的配配合合比比例例与与生生产产工工艺艺决决定定。常常见见产产品品的的居居里里点点从从几几十十度度到到几几百
19、百度度都都有有，可可以按照实际需要选用。以按照实际需要选用。1.3 检测检测控制元件1.3.1 温度控制元件温度控制元件（1 1）双双金金属属片片式式温温控控元元件件 双双金金属属片片由由热热膨膨胀胀系系数数不不同同的的两两种种金金属属薄薄片片轧轧制制结结合合而而成成，其其中中一一片片热热膨膨胀胀系系数数大大，另另一一片片热热膨膨胀胀系系数数小小。在在常常温温下下，两两片片金金属属片片保保持持平平直直，当当温温度度上上升升时时，热热膨膨胀胀系系数数大大的的一一片片伸伸长长较较多多，使使金金属属片片向向膨膨胀胀系系数数小小的的那那一一面面弯弯曲曲，温温度度越越高高，弯弯曲曲越越厉厉害害。当当温温
20、度度下下降降时时，热热金金属属片片收收缩缩恢恢复复到到原原状状。利利用用双双金金属属片片受受热热后后弯弯曲曲变变形形的的运运动动，带带动动电电触触点点的的闭闭合合或或断断开开，使使电电源源接接通通或或关关断断。双双金金属属片式温控器示意图如图所示。片式温控器示意图如图所示。（2 2）磁性温控元件）磁性温控元件磁磁性性温温控控元元件件主主要要由由永永久久磁磁钢钢和和感感温温软软磁磁组组成成，如如图图所所示示。在在位位置置固固定定的的感感温温软软磁磁下下有有一一个个永永久久磁磁钢钢，永永久久磁磁钢钢的的下下面面有有一一弹弹簧簧以以一一定定的的拉拉力力向向下下拉拉它它。在在常常温温下下，永永久久磁磁
21、钢钢和和感感温温软软磁磁之之间间的的吸吸力力大大于于弹弹簧簧拉拉力力与与永永久久磁磁钢钢的的重重力力之之和和，因因而而当当永永久久磁磁钢钢与与软软磁磁贴贴近近时时，软软磁磁吸吸住住永永久久磁磁钢钢，使使得得它它们们所所带带动动的的两两个个触触点点闭闭合合，电电热热元元件件通通电电发发热热。一一旦旦电电热热元元件件发发热热超超过过预预定定值值，温温度度上上升升到到感感温温软软磁磁的的居居里里点点时时，软软磁磁的的磁磁力力急急剧剧减减小小，使使得得弹弹簧簧拉拉力力与与永永久久磁磁钢钢的的重重力力之之和和大大于于磁磁吸吸力力，永永久久磁磁钢钢落落下下，两两触触点点脱脱离，电热元件断电。离，电热元件断
22、电。（3 3）热敏电阻）热敏电阻 热热敏敏电电阻阻是是一一种种敏敏感感元元件件，其其特特点点是是电电阻阻值值随随温温度度的的变变化化而而显显著著变变化化。利利用用这这一一特特性性将将温温度度的的变变化化转转换换为为电电量量的的变变化化，然然后后经经放放大大电电路路放放大大，推推动动执执行行机机构构实实现现对对电电热热元元件件的的控控制制。它它具具有有易易于于实实现现远远距距离离测测量量与与控制的特点。控制的特点。一一般般按按温温度度系系数数可可分分为为负负温温度度系系数数热热敏敏电电阻阻(NTC)、正正温温度度系系数数热热敏敏电电阻阻(PTC)和和临临界界温温度度系系数数热热敏敏电电阻阻(CT
23、R)。这这三三种种热热敏敏电电阻阻的的电电阻阻率率与与温温度度的的变变化化曲曲线线如如图所示。图所示。 （4 4）热电偶）热电偶 热电偶是一种能将温度转换成电势的传感器。它的工作原理热电偶是一种能将温度转换成电势的传感器。它的工作原理是物体的热电效应。组成热电偶的导体称为是物体的热电效应。组成热电偶的导体称为“热电极热电极”。热电偶。热电偶所产生的电动势称为所产生的电动势称为“热电动势热电动势”。热电偶的两个结点中。热电偶的两个结点中,置于温置于温度为度为T的被测对象中的结点称为测量端的被测对象中的结点称为测量端,又称工作端或热端又称工作端或热端,而置于而置于参考温度为参考温度为TO的另一结点
24、称为参考端，又称自由端或冷端。使用的另一结点称为参考端，又称自由端或冷端。使用时，当热端温度大于冷端温度时，在电路中产生电动势即产生电时，当热端温度大于冷端温度时，在电路中产生电动势即产生电信号，此电信号经放大后控制执行机构，达到调节和控制温度的信号，此电信号经放大后控制执行机构，达到调节和控制温度的目的。目的。 (5)(5) 热敏三极管热敏三极管 热热敏敏三三极极管管也也叫叫热热敏敏晶晶体体管管，是是利利用用基基极极与与发发射射极极之之间间的的电电压压来来检检测测温温度度，可可用用于于电电冰冰箱箱、空空调调器器、电电饭饭锅锅、洗洗碗碗机机等等家家用用电电器器中中。它它们们在在电电路路中中工工
25、作作时时，集集电电极极电电流流一一般般稳稳定定在在0 .1mA，对对温温度度检检测测后后的的输输出出值值是是以以热热敏敏三三极极管管的的基基极极与与发发射射极极之之间间电电压压的的变变化化量量来来反反映映的的。被被检检测测的的温温度度增增大大时时，热热敏敏三三极极管管的的基基极极与与发发射极之间的电压随之变小。射极之间的电压随之变小。1.3.2 功率控制元件功率控制元件功率控制的方法主要有：功率控制的方法主要有：（1 1）开开关关换换接接控控制制 对对装装置置数数支支电电热热元元件件的的电电热热器器具具，在在工工作作时时利利用用开开关关改改变变元元件件之之间间的的通通断断以以及及串串并并联联等
26、等不不同同的的组组合合，改变电热元件与电源的连接方法，从而得到不同大小的功率。改变电热元件与电源的连接方法，从而得到不同大小的功率。（2 2）二二极极管管整整流流控控制制 二二极极管管整整流流控控制制是是利利用用转转换换开开关关将将二二极极管管接接入入电电路路中中，利利用用二二极极管管的的整整流流作作用用，将将单单相相正正弦弦波波电电压压变变成成脉脉动动的的单单相相半半波波电电压压。对对纯纯电电阻阻性性负负载载，在在二二极极管管截截止期间，电路中没有电流，从而使平均发热功率降低了一半。止期间，电路中没有电流，从而使平均发热功率降低了一半。（3 3）晶晶闸闸管管调调功功控控制制 晶晶闸闸管管调调
27、功功控控制制是是通通过过改改变变晶晶闸闸管管的的导导通通角角，控控制制电电路路使使电电热热元元件件得得到到不不同同的的工工作作电电压压，从从而而使使电电热热元元件件产产生生不不同同的的功功率率。晶晶闸闸管管控控制制电电路路若若与与热热敏敏电电阻阻等等检测元件相结合，则能实现对电热器具的自动控制。检测元件相结合，则能实现对电热器具的自动控制。1.3.3 时间控制元件时间控制元件 时间控制元件俗称定时时间控制元件俗称定时器。利用时控元件对电热元器。利用时控元件对电热元件的工作时间进行控制。其件的工作时间进行控制。其控制的时间范围有控制的时间范围有05min、030min、060min及及012h等
28、多种。按定时器的结构等多种。按定时器的结构原理可分为机械式、电动式原理可分为机械式、电动式和电子式。和电子式。1.机械式定时器机械式定时器机械式定时器主要由发条，机械式定时器主要由发条，齿轮传动系统、机械开关组齿轮传动系统、机械开关组件及电触点等部分组成，其件及电触点等部分组成，其中机械开关组件是完成定时中机械开关组件是完成定时过程的关键。过程的关键。 2.电动式定时器电动式定时器电电动动式式定定时时器器主主要要由由微微型型同同步步电电机机、减减速速机机构构、机机械械开开关关组组件件及及电电触触点点等等部部分分组组成成, ,其其工工作作原原理理与与发发条条式式定定时时器器基基本本一一致致，只只
29、是是用用微微型型同同步步电电机机代代替替了了发发条条机机构构作作为为动动力源，提高了定时的精度力源，提高了定时的精度。3.电子式定时器电子式定时器电子式定时器一般采用电子式定时器一般采用555555集集成电路构成，通过充电电容成电路构成，通过充电电容电压上升所用的时间来实现电压上升所用的时间来实现电路的定时，控制电位器可电路的定时，控制电位器可使定时时间在某一范围内连使定时时间在某一范围内连续可调续可调, ,电子式定时器定时更电子式定时器定时更为准确、方便。为准确、方便。1.3.4 气体检测元件与湿度检测元件气体检测元件与湿度检测元件1.气体传感器气体传感器是气体传感器是种把某种气体的成份、浓
30、度等参数转换成电气量变种把某种气体的成份、浓度等参数转换成电气量变化值的传感器。它的传感元件是气敏电阻。气敏传感器材料按构成化值的传感器。它的传感元件是气敏电阻。气敏传感器材料按构成可分为半导体和非半导体两类。目前实际使用最多的是半导体气敏可分为半导体和非半导体两类。目前实际使用最多的是半导体气敏传感器。其中传感器。其中SnO2是目前应用最多的敏感材料。是目前应用最多的敏感材料。SnO2气敏传感器在气敏传感器在自动吸排油烟机中有着广泛的应用。自动吸排油烟机中有着广泛的应用。 2. 湿度传感器湿度传感器 如如图图所所示示是是SM-1型型湿湿敏敏传传感感器器的的结结构构图图。感感湿湿陶陶瓷瓷由由多多孔孔质质烧烧结结体体构构成成，它它是是一一种种体体内内有有细细孔孔的的金金属属氧氧化化物物陶陶瓷瓷材材料料，在在陶陶瓷瓷片片的的周周围围有有一一个个加加热热用用的的清清洗洗线线圈圈。多多孔孔陶陶瓷瓷的的两两端端和和加加热热清清洗洗线线圈圈均均用用金金属属导导线线引引出出，加加热热线线圈圈对对陶陶瓷瓷片片进进行行加加热热处处理理，用用来来保保证证检检测测的的初初始始状状态态统统一，使测量准确。一，使测量准确。
