1、家用電器基礎與維修技術緒論 智能家電基礎第1章 家用電熱器具第2章 電風扇第3章 洗衣機第4章 吸塵器與吸油煙機第5章 電冰箱第6章 家用空調器緒論 智能家電基礎本章要點家用電器中常用電動機的類型及結構家用電器中常用檢測控制元件單片機基本知識輸入輸出接口電路0.1 常用電動機的類型及結構 使用電動機的家用電器：冰箱、空調器以及家用電動電熱器、清潔器具。 使用電動機的類型：單相異步電動機，單相串激式電動機，永磁式直流電動機。 每種家用電器功能不同，對所使用的電動機的具體要求也不同。0.1.1 單相異步電動機 應用單相異步電動機的家用電器電風扇、洗衣機、抽油煙機、冰箱、空調器。 單相異步電動機的組

2、成定子、轉子、機座、端蓋、軸承和啟動元件等。定子組成：定子鐵心、定子繞組。轉子的轉速總是低于旋轉磁場的轉速，所以把這種電動機稱為異步電動機。 啟動繞組：單相交流電通過一個繞組只能產生一個脈動而不旋轉的磁場。為了獲得旋轉磁場，得到啟動轉矩，通常在定子上另加一個輔助繞組，它與主繞組（運轉繞組）相隔等空間角度，并采用種種辦法使兩繞組中電流的相位盡可能接近90，這樣兩繞組的電流將產生一個旋轉磁場，如圖0-1所示。單相異步電動機的轉動原理 電流波形圖電動機定子截面圖定子繞組A-X和B-Y電流ia、ib。用右手螺旋法則可得合成磁場的方向圖中所示為三個不同時刻的定子電流磁場，可以直觀看出，合磁場隨時間而旋轉

3、，轉子因此獲得啟動轉矩，一旦啟動，單相電動機就能自行運轉。 家用電器使用的單相異步電動機,是根據運轉繞組與啟動繞組中電流的相位差產生方法不同來分類的，主要有電容式、電阻啟動式和罩極式。1.電容式單相異步電動機 啟動繞組回路中串聯適當電容器，可以使兩繞組電流相位差達90，產生旋轉磁場。 (1)電容啟動型（CSIR） 在啟動繞組回路中串聯1只電容器，以提高啟動轉矩，并設有離心式開關（電流繼電器或PTC熱敏繼電器等控制器件）。當電動機轉速達到額定轉速的70%80%時，啟動電容器與啟動繞組斷開，只有運轉繞組通電。其接線圖如圖0-2（a）所示。在電容器與啟動繞組的串聯電路上不設啟動開關，即構成電容運轉型

4、。電動機不論是啟動還是運轉，電容器均接在電路中而不斷開。但因設計時主要考慮它在額定運行時應具有最佳性能，不能兼顧啟動性能，故啟動轉矩較小，廣泛應用于電風扇、洗衣機等。其接線圖如圖1-2（b）所示。 (2)電容運轉型（PSC）使電動機在啟動和運行時都能得到比較好的性能。在啟動繞組電路中有兩個電容器：電容量較小的電容器為運轉電容；容量較大的電容器為啟動電容。啟動結束，該電容器斷開。(3)電容啟動電容運轉型（CSR）電動機既有較大的啟動轉矩又能承受較大的運轉負載，是較理想的單相交流電動機。適用于大容量的電冰箱、空調器等。其接線圖如圖0-2（c）所示。2.電阻啟動式電動機 這種電動機也叫電阻分相式（R

5、SIR）電動機，其接線圖如圖0-3所示。（1）啟動繞組采用線徑較細的導線繞制，匝數少，電感較小，電阻較大（呈阻性）；而運轉繞組采用線徑較粗的導線繞制，匝數多，電感大而電阻小（呈感性）。兩繞組并聯于單相交流電源中，根據RL并聯交流電路的基本性質可知，兩繞組中的電流有一定的相位差（不一定為90），所形成的合成磁場是一個旋轉磁場。 由于啟動繞組線徑細，匝數少，不能長時間通電。（2）啟動繞組中都設啟動開關，常用的是電流繼電器、PTC熱敏繼電器等。當轉子轉速達到某預定值時，啟動開關斷路，啟動繞組脫離電源，電動機進入正常運轉狀態。此類電動機多用于中小型電冰箱。0.1.2 單相串激式電動機 單相串激電動機因

6、將定子鐵心上的激磁繞組和轉子上的電樞繞組串聯起來而得名，流過激磁繞組和電樞繞組為同一電流。當單相串激電動機接入如圖a所示電源時，根據右手定則，定子磁場為下方N極，上方S極，由于靠近N極的電樞繞組電流方向是垂直紙面向里的，靠近S極的電樞繞組電流方向是垂直紙面向外的。根據左手定則，電樞作逆時針方向轉動。改變電源方向，如圖b所示，同樣方法可判斷出轉子仍為逆時針方向旋轉。 當串激電動機接入交流電時，轉子的轉向也不變，如圖c所示。 其特點是交、直流兩用，體積小，重量輕，轉矩大，轉速高。而且通過調節電源電壓，可方便地調速，但不允許在額定電壓下空載運轉。 單相串激式電動機主要應用于吸塵器、小型手電鉆、電動縫

7、紉機、多功能食品加工機等。0.1.3 永磁式直流電動機 定子為永久磁鐵，無定子繞組，結構簡單、體積小、重量輕，轉速隨負載增大稍有降低，基本穩定。適用于恒轉速、恒轉矩下工作。廣泛用于小功率、低電壓的直流電動器具，如電吹風、電動剃須刀、電動玩具等。0.2 檢測控制元件1.雙金屬片式溫控元件 雙金屬片由熱膨脹系數不同的兩種金屬薄片軋制結合而成，其中一片熱膨脹系數大，另一片熱膨脹系數小。 在常溫下，兩片金屬片保持平直，當溫度上升時，熱膨脹系數大的一片伸長較多，使金屬片向膨脹系數小的那一面彎曲，溫度越高，彎曲越厲害。當溫度下降時，熱金屬片收縮恢復到原狀。利用雙金屬片受熱后彎曲變形的運動，帶動電觸點的閉合

8、或斷開，使電源接通或關斷。雙金屬片式溫控器示意圖如圖所示。0.2.1 溫度控制元件2.磁性溫控元件磁性溫控元件主要由永久磁鋼和感溫軟磁組成，如圖所示。在位置固定的感溫軟磁下有一個永久磁鋼，永久磁鋼的下面有一彈簧在常溫下，永久磁鋼和感溫軟磁之間的吸力大于彈簧拉力與永久磁鋼的重力之和，因而當永久磁鋼與軟磁貼近時，軟磁吸住永久磁鋼，使得它們所帶動的兩個觸點閉合，電熱元件通電發熱。一旦電熱元件發熱超過預定值，溫度上升到感溫軟磁的居里點時，軟磁的磁力急劇減小，使得彈簧拉力與永久磁鋼的重力之和大于磁吸力，永久磁鋼落下，兩觸點脫離，電熱元件斷電。以一定的拉力向下拉它。3.熱敏電阻 熱敏電阻是一種敏感元件，其

9、特點是電阻值隨溫度的變化而顯著變化。利用這一特性將溫度的變化轉換為電量的變化，然后經放大電路放大，推動執行機構實現對電熱元件的控制。它具有易于實現遠距離測量與控制的特點。一般按溫度系數可分為負溫度系數熱敏電阻(NTC)、正溫度系數熱敏電阻(PTC)和臨界溫度系數熱敏電阻(CTR)。這三種熱敏電阻的電阻率與溫度的變化曲線如圖所示。 4.熱電偶 熱電偶是一種能將溫度轉換成電勢的傳感器。它的工作原理是物體的熱電效應。組成熱電偶的導體稱為“熱電極”。熱電偶所產生的電動勢稱為“熱電動勢”。熱電偶的兩個結點中,置于溫度為T的被測對象中的結點稱為測量端,又稱工作端或熱端,而置于參考溫度為TO的另一結點稱為參

10、考端，又稱自由端或冷端。使用時，當熱端溫度大于冷端溫度時，在電路中產生電動勢即產生電信號，此電信號經放大后控制執行機構，達到調節和控制溫度的目的。 (5) 熱敏三極管 熱敏三極管也叫熱敏晶體管，是利用基極與發射極之間的電壓來檢測溫度，可用于電冰箱、空調器、電飯鍋、洗碗機等家用電器中。它們在電路中工作時，集電極電流一般穩定在0 .1mA，對溫度檢測后的輸出值是以熱敏三極管的基極與發射極之間電壓的變化量來反映的。被檢測的溫度增大時，熱敏三極管的基極與發射極之間的電壓隨之變小。0.2.2 功率控制元件功率控制的方法主要有：1.開關換接控制 對裝置數支電熱元件的電熱器具，在工作時利用開關改變元件之間的

11、通斷以及串并聯等不同的組合，改變電熱元件與電源的連接方法，從而得到不同大小的功率。2.二極管整流控制 利用二極管的整流作用，實現半功率加熱。3.晶閘管調功控制 通過改變晶閘管的導通角，控制電路使電熱元件得到不同的工作電壓，從而使電熱元件產生不同的功率。晶閘管控制電路若與熱敏電阻等檢測元件相結合，則能實現對電熱器具的自動控制。0.2.3 時間控制元件 時間控制元件俗稱定時器。利用時控元件對電熱元件的工作時間進行控制。其控制的時間范圍有05min、030min、060min及012h等多種。按定時器的結構原理可分為機械式、電動式和電子式。1.機械式定時器機械式定時器主要由發條，齒輪傳動系統、機械開

12、關組件及電觸點等部分組成，其中機械開關組件是完成定時過程的關鍵。 2.電動式定時器電動式定時器主要由微型同步電機、減速機構、機械開關組件及電觸點等部分組成,其工作原理與發條式定時器基本一致，只是用微型同步電機代替了發條機構作為動力源，提高了定時的精度。3.電子式定時器電子式定時器一般采用555集成電路構成，通過充電電容電壓上升所用的時間來實現電路的定時，控制電位器可使定時時間在某一范圍內連續可調,電子式定時器定時更為準確、方便。0.2.4 氣體檢測元件與濕度檢測元件1.氣體傳感器氣體傳感器是種把某種氣體的成份、濃度等參數轉換成電氣量變化值的傳感器。它的傳感元件是氣敏電阻。氣敏傳感器材料按構成可

13、分為半導體和非半導體兩類。目前實際使用最多的是半導體氣敏傳感器。其中SnO2是目前應用最多的敏感材料。SnO2氣敏傳感器在自動吸排油煙機中有著廣泛的應用。 2. 濕度傳感器 如圖所示是SM-1型濕敏傳感器的結構圖。感濕陶瓷由多孔質燒結體構成，它是一種體內有細孔的金屬氧化物陶瓷材料，在陶瓷片的周圍有一個加熱用的清洗線圈。多孔陶瓷的兩端和加熱清洗線圈均用金屬導線引出，加熱線圈對陶瓷片進行加熱處理，用來保證檢測的初始狀態統一，使測量準確。小結：1.電動機類型特點用途單行異步電動機電容式電容啟動式電容啟動運轉式既有較大的啟動轉矩又能承受較大的運轉負載大容量的電冰箱、空調器等電容運轉式故啟動轉矩較小電風扇、洗衣機等電阻啟動式啟動繞組線徑細，匝數少，不能長時間通電。啟動繞組中都設啟動開關，常用的是電流繼電器、PTC熱敏繼電器等。中小型電冰箱類型特點用途單相串激式交、直流兩用，體積小，重量輕，轉矩大，轉速高。而且通過調節電源電壓，可方便地調速，但不允許在額定電壓下空載運轉。