1、家用電器基礎與維修技術第1頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三第1章 家用電熱器具 本章要點家用電熱器具的種類及加熱方式電熱水器的結構與工作原理高頻電磁灶的工作原理（與故障檢修實訓）自動保溫式電飯鍋的結構、工作原理（與維修實訓）微電腦控制電飯鍋的電路分析（與故障檢修）微波爐的結構、工作原理（與故障檢修實訓）第2頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1 家用電熱器具的基礎知識1.1.1 家用電熱器具的類型1.按電加熱方式的原理分類 1）電阻加熱、 2）遠紅外線加熱、 3）電磁感應加熱 4）微波加熱。2.按用途分類 1）電炊具； 2）取暖用具； 3

2、）衛生潔具及其他 第3頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1.2 家用電熱器具的基本結構1.發熱部件常見的電熱元件：電阻式、紅外線式、 PTC式。2.溫控部件常用的溫控部件：3.安全裝置第4頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1.3 電熱元件 家用電器中很重要的一類是電熱器具,它是將電能轉換為熱能的電器。按電加熱原理分類有電阻加熱、遠紅外線加熱、電磁感應加熱和微波加熱等4種。各種電熱器具的基本結構主要都是由電熱元件、控制元件所組成。 電熱器具中能將電能轉換成熱能的部件稱為電熱元件。它是電熱器具的核心，直接決定著電熱器具的使用壽命、安全性和

3、經濟性。 家用電熱器具中，常見的電熱元件有電阻式電熱元件、遠紅外線電熱元件和PTC電熱元件。第5頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1. 電阻式電熱元件 常用的幾種電阻式電熱元件開啟式螺旋形電熱元件 云母片式電熱元件 金屬管狀電熱元件 電熱板 繩狀電熱元件 第6頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2. 遠紅外線電熱元件 遠紅外線電熱元件有管狀、板狀和紅外線燈等。遠紅外線：波長為2.515m。基本原理：先使電阻發熱元件通電發熱，靠此熱能來激發紅外線輻射物質，使其輻射出紅外線對物體加熱。特點：升溫迅速，穿透能力強，節省能源和時間。 第7頁，共138頁

4、，2022年，5月20日，18點56分，星期三 板狀遠紅外元件是在碳化硅或金屬板表面涂敷一層遠紅外輻射物質，中間裝上合金電熱絲制成的。 紅外線燈的結構和普通照明用的白熾燈大致相同，紅外線燈的結構見圖b所示。 管狀遠紅外電熱元件為乳白色透明石英材料制成，內壁每1cm2就有20008000個直徑為0.030.05mm的小氣泡。可產生出較強的遠紅外輻射。其結構如圖a所示。第8頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三“居里點”是一個特殊的溫度值，由材料的配合比例與生產工藝決定。常見產品的居里點從幾十度到幾百度都有，可以按照實際需要選用。 PTC器件是一種正溫度系數的熱敏電阻。當溫度

5、低于居里點時，近似為一個阻值較小的電阻，可以小到十幾歐姆，但當溫度高于居里點時，PTC阻值隨溫度升高而急劇增大，增加量可達103105倍，這時可以認為是處于開路狀態，如圖所示。3. PTC電熱元件第9頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1.4 溫控器件1.溫度控制器件1）雙金屬片2）磁性溫控元件3）熱電偶2.功率控制器件3.時間控制器件第10頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1）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

6、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。1.溫度控制器件第11頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2）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

7、。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。第12頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三3）熱敏電阻 熱敏電阻是一種敏感元件，其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

8、度的變化曲線如圖所示。第13頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 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

9、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。第14頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2.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

10、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。第15頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三3.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。 第16頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星

11、期三2.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。第17頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1.5 溫度保險器件1.雙金屬片安全裝置 將雙金屬片溫度控制器的溫度調整到高于正常使用溫度上，可以作為安全裝置使用。當電熱器具溫度超過正常使用溫度時，金屬片溫度

12、控制器就會動作，切斷電源，保證安全。其優點是可以多次重復使用。2.溫度熔絲第18頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.1.6 漏電保護器第19頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.2 電熱水器 電熱水器主要用來對自來水加熱，供給人們沐浴或洗滌，按其結構原理可分為貯水式和速熱式兩種。 速熱式熱水器沒有儲水箱，是一個當水流過就立即使水加熱的電器產品，具有體積小、加熱速度快、使用方便等優點，但功率較大、易發生漏電現象。而貯水式熱水器一般功率在2kW以下，安全可靠。 第20頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.2.1 貯水式

13、電熱水器的基本結構貯水式電熱水器的結構圖第21頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.箱體系統箱體系統由外殼、內膽和保溫層等構成，起到貯水保溫的作用。外殼是電熱水器的基本框架，一般為筒狀或長方體狀。所用材料有塑料、冷軋板和彩板等。內膽是盛水的容器，又是對水加熱的場所。內膽的材料有鍍鋅板、 不銹鋼板和鋼板內搪瓷等多種。（1）鎂陽極 貯水式電熱水器中的鎂陽極是一根金屬棒，主要用來保護金屬水箱不被腐蝕和阻止水垢的形成。（2）保溫層 外殼與內膽之間的保溫層起減少熱損失的作用，一般采用聚氨酯發泡、玻璃棉、纖維、氈和軟木等。為增強保溫效果，現多采用高密度聚氨酯發泡材料充填的新工藝，

14、充填扎實，密封保溫性好。第22頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2.制熱系統陶瓷發熱器第23頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三陶瓷間接加熱簡圖第24頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三3.控制系統電熱水器的控制系統主要包括：溫控器和漏電保護器。 1）溫控器：除用于控制水溫外，還兼有自動保溫的功能。 溫控器有雙金屬片溫控器、蒸汽壓力式溫控器和電子溫控器。 2）漏電保護器：在電熱水器的漏電保護器中，將15mA確定為危險電流，正常的動作范圍為1530mA。4.進出水系統進出水系統由進、出水管，混合閥，安全閥和沐浴噴頭等組成。

15、1)混合閥外形圖2）安全閥自動排壓，保護內膽第25頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三第26頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.2.2 儲水式電熱水器的工作原理第27頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1. 儲水式電熱水器控制電路分析溫度檢測與控制原理：水位檢測控制原理：指示器工作原理：第28頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 （1）溫度檢測與控制原理：傳感器RT，溫度設定RP，電壓比較器LM339d，溫度低于設定值輸出高電平，溫度達到設定值輸出低電平。 （2）水位檢測控制原理： 水位傳感器通

16、過反相器（IC1MC14069）驅動發光二極管顯示水位。 水位傳感器通過反相器控制水位達到2/6水位時才能接通加熱器，保證在2/6水位以下不加熱。由4069（4）腳輸出經LM339db控制。 （3）工作指示：加熱紅燈亮， LM339a輸出高電平。停止加熱綠燈亮， LM339c輸出高電平。第29頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2. 儲水式電熱水器控制電路分析第30頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三由單片機控制定時加熱，6位共陽極LED數碼管顯示時、分、秒。單片機AT89C2051，內含2kB FLASH E2PROM，比MCS-51少兩個并行

17、接口（P0、P2），其余兼容。P3.0輸出控制信號。P3.7檢測按鍵狀態。P1.4P1.7輸出段碼經74LS47譯碼為7段LED驅動信號，P3.4P3.6輸出位碼經74HC138 譯碼為6位顯示器驅動信號。RST復位。CBAY000Y0001Y1010Y2011Y3100Y4101Y5110Y674HC138功能表輸出低電平有效第31頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三74LS47BCD-7段數碼管譯碼器/驅動器。低電平有效 輸入輸出LTRBIBIDCBAabcdefg012345678911111111111111111111100000000110000111100

18、001100110001010101010100101000000001100000100000000100100101010111010101110001001100000100第32頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三小結：1.家用電熱器具的類型（1）按電加熱方式的原理分類：電阻加熱、遠紅外線加熱、電磁感應加熱、微波加熱。（2）按用途分類：電炊具、取暖用具、衛生潔具及其他。2.常用電熱元件 電阻式，遠紅外式，PTC3.漏電保護器原理 漏電時主電路火線與零線電流不平衡，零序互感器TA感應電壓信號使IC輸出高電平，VT導通、VTH導通，脫扣器L線圈得電，鐵心吸入帶動電源

19、開關QF斷開、復位按鈕SA自動彈起。電路通過試驗按鈕SB模擬漏電狀態，調整R2將漏電電流整定為22.5mA。圖中RV為壓敏電阻，起到過電壓保護作用。第33頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三4.電熱水器的類型和儲水式電熱水器結構 電熱水器的類型有速熱式、儲水式。儲水式電熱水器由箱體系統、制熱系統、控制系統、進出水系統組成。5.電熱水器典型電氣電路6.電熱水器實用控制電路（1）水位開關控制電路原理：水位開關通過反相器IC1驅動LED指示水位高度。控制只有水位達到2/6高度時才能通電加熱。IC1腳輸出高電平，IC2（b）腳輸出高電平，VT導通、KA吸合，通電加熱。（2）溫度

20、控制電路原理：溫度低于設定溫度，IC2（d）腳輸出高電平，VT導通、KA吸合，通電加熱。溫度達到設定溫度，IC2（d）腳輸出低電平，VT截止、KA釋放，不加熱。（3）狀態指示電路原理：加熱時，IC2（a）13腳輸出高電平，紅燈亮。加熱完畢，IC2（c）14腳輸出高電平，綠燈亮。第34頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三作業題：教材：1.2、1.3（圖1-12 ）。補充：1.說明圖1-18水位控制原理和水溫控制原理。（4）溫度設定電路原理：通過RP調節改變IC2（d）的反相端比較電壓。7.單片機定時開關原理由單片機控制定時加熱，6位共陽極LED數碼管顯示時、分、秒。P1.

21、4P1.7輸出段碼經74LS47譯碼為7段LED驅動信號，P3.4P3.6輸出位碼經74HC138 譯碼為6位顯示器驅動信號。P3.7檢測按鍵狀態。 P3.0輸出控制信號。RST復位。第35頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.3.1 自動保溫式電飯鍋1.基本結構1）外殼2）內鍋3）電熱板4）磁性溫控器與雙金屬片溫控器第36頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三磁性溫控器電熱板第37頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三第38頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三第39頁，共138頁，2022年，5月2

22、0日，18點56分，星期三1.3.2 電子自動保溫電飯鍋1.結構：外蓋、內蓋、內鍋、加熱板、鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、磁鋼限溫器、保溫電子控制元件以及開關等。 第40頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2.控制原理控制電路圖電子自動保溫電飯鍋比普通自動保溫電飯鍋增設了鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、感溫開關、雙向晶閘管和微動開關等元件，其控制電路如圖所示。 第41頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三煮飯時按下煮飯按鍵，微動開關的觸點C-NC接通，煮飯燈亮，鍋底加熱板通電工作，此時，由于微動開關觸點C-NO斷開，保溫系統斷電而不工作。當鍋內溫度升高到72C左

23、右時，感溫開關觸點分離（常溫下是閉合的），加熱板繼續工作，使鍋內沸騰至飯熟水干后，鍋底溫度達103C左右時，磁鋼限溫器動作，使微動開關觸點C-NC斷開，加熱板斷電，煮飯指示燈熄滅，與此同時，觸點C-NO被接通，保溫燈亮。由于此時鍋內溫度較高（高于72C），感溫開關觸點仍處于分開狀態，雙向晶閘管因其控制極無觸發電壓也處于關斷狀態，鍋體和鍋蓋加熱器仍不能工作。當鍋內溫度降至72C以下時，感溫開關閉合，雙向晶閘管因其控制極上加有觸發電壓而導通，發熱板加熱器、鍋體加熱器及鍋蓋加熱器通電而加熱。當鍋內溫度升高到72C以上時，感溫開關再次斷開，晶閘管關斷，鍋內溫度下降，使鍋內溫度維持在72C左右。在保溫過

24、程中，發熱板加熱器中流過的電流很小，因此煮飯指示燈也因發熱板兩端電壓很低而不會被點亮。第42頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.3.3 微電腦控制電飯鍋1.性能特點與煮飯程序1）大米吸水膨脹過程2）大功率加熱蒸煮過程3）維持沸騰過程4）二次加熱5）燜飯過程6）保溫過程2.結構與工作原理微電腦電飯鍋增加了控制電路、操作面板與溫度傳感器等 第43頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三電飯鍋煮飯程序第44頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三序號工序溫度/時間/min作用吸水60，35恒溫6567使大米充分吸水膨脹強火加熱100

25、熱水強對流，使大米均勻受熱避免夾生持續沸騰100鍋底10320淀粉(難消化)轉化為淀粉(易消化)燜飯12使米飯內、外部質量趨于一致補炊因人分0（無）、l00s（淡）、300s（中）、500s（濃）四擋，使米飯進一步松化，松軟可口保溫70左右保證米飯在較長時間內有較好的質量。第45頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三微電腦電飯鍋控制電路第46頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三MH8841是CMOS 4位單片機，內部固化電飯鍋煮米飯的最佳程序(包括吸水、保持、沸騰、燜飯、再加熱和保溫六道工序)。煮米飯程序分為正常程序和非正常程序。 正常程序：工作時

26、，MH8841通電復位，接通煮飯開關SAl，自動記錄從40升到50的時間，判斷煮飯量的多少，設定吸水工序的時間，然后開始執行煮飯程序。 非正常程序：當SAl接通，若溫度高于40，則在60s內不停地測溫，直至在60s內測到溫度低于40時，才開始正常煮飯程序。第47頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 煮飯：SA1接通，單片機 的K2端為高電平，執行內部ROM中的正常煮飯程序。R0端輸出高電平，VTl導通，繼電器吸合，煮飯加熱器通電。 保溫：SA2接通，單片機的K1端為高電平，R1端輸出高電平，射隨器VT2觸發晶閘管導通，保溫加熱器通電。 鍋底溫度檢測：煮飯開始后傳感器檢測

27、內鍋溫度。當鍋內沸騰后，R0端輸出低電平，VTl截止，繼電器釋放，煮飯加熱器斷電，保溫加熱器以半功率工作保持鍋內沸騰，直至鍋底水干。 第48頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 結束：當飯煮熟時，單片機的Q6端輸出高電平，晶體管VT3導通，相當于切斷了SAl和SA2，兩個加熱器均停止工作，蜂鳴器報警，表明電飯鍋煮飯工序結束。若不用餐，電飯鍋進入保溫工序，使內鍋溫度保持在70左右。第49頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 電飯鍋的測溫電路，是由LM393電壓比較器及電阻電橋(由Rt、及Rf、R17、R18和RC)組成。當溫度傳感器檢測到的溫度與執

28、行程序中的設定溫度不同時，電橋不平衡，LM393的7腳輸出高電平經VDl7、VDl6加到SA3，決定再加熱的時間；當電橋平衡時，LM393的7腳輸出低電平，加熱器停止工作，電飯鍋轉入下一個工序工作。第50頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 按照固化的煮飯程序，測溫電路相應設定了5個測溫點，各個工序的設定溫度取決于MH8841輸出端Q0Q4的電平。當Q0Q4端中的某一端輸出(如Q0)為高電平時，與此對應的二極管VDl8VD22中的一只(VDl8)導通，把電阻R40R95中的一只(R40)接向測量電橋。如在正常煮飯程序中，當溫度傳感器感Rt知到內鍋的溫度從4050所用的時

29、間超過1000s時，煮飯程序會自動終止，轉入非正常程序，R9端長時間輸出高電平，晶體管VT5導通，蜂鳴器報警，直至電源關閉，防止傳感器接觸不良或其它因素引起意外高溫設置的保護程序。 電源變壓器二次側為50Hz、9V，經晶體管VT4整形后加至MH8841的K3端作為時基信號，使R9端輸出高電平，將VDl4接通。當頻率為60Hz時，不接VDl4。 二極管VD30、VD31是用來選擇顯示方式的，可使發光二極管VD24VD29分別在吸水、加熱、沸騰、燜飯，再加熱和保溫等工序時發光指示。第51頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三小結：1.自動保溫式電飯鍋（1）基本結構 外殼、內鍋

30、、電熱板、磁性溫控器、雙金屬片溫控器。（2）控制電路 按下磁性溫控器，溫度低于70時，磁性溫控器和雙金屬片溫控器觸點都閉合；溫度高于70時，雙金屬片溫控器觸點斷開，溫度達到103時，磁性溫控器觸點斷開，煮飯階段結束，進入保溫階段。保溫階段由雙金屬片溫度控制器控制。2.電子自動保溫電飯鍋（電飯煲）（1）結構：外蓋、內蓋、內鍋、加熱板、鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、磁鋼限溫器、保溫電子控制元件以及開關等。鍋蓋密封好、具有壓力，防外溢，效率高。 第52頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三（2）控制電路電子自動保溫電飯鍋比普通自動保溫電飯鍋增設了鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、感溫開關、雙向

31、晶閘管和微動開關等元件，其控制電路如圖所示。3.微電腦控制電飯鍋（1）煮飯程序吸水、沸騰、保持、燜飯、再加熱和保溫六道工序（2）結構與工作原理在電子自動保溫電飯鍋基礎上，微電腦電飯鍋增加了控制電路、操作面板與溫度傳感器等。控制電路如圖1-28所示。煮飯控制，保溫控制，溫度檢測控制電路，報警電路。作業：1.7、1.8、1.13（說明圖1-28煮飯加熱控制過程、保溫加熱控制過程、蜂鳴器報警控制過程、溫度檢測控制過程）補充：畫出用電壓比較器構成的施密特觸發器電路。 第53頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.4 電磁灶 按電磁感應加熱的電流頻率分類：使用15kHz以上高頻電

32、流的為高頻電磁灶；使用50Hz或60Hz工頻電流的為低頻電磁灶。低頻電磁灶的熱效率較低，而且笨重。目前，采用單片機控制技術構成的高頻電磁灶被廣泛應用 。 電磁灶是利用電磁感應加熱方法烹調食物的，具有熱效率高，安全性好，控溫準確以及清潔衛生等優點，烹調食物時無明火和熱輻射，使食物雖然不具有焦黃色澤及特殊香味，但可以最大限度地保留食物中的營養成份。第54頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 高頻電磁灶的基本結構如圖所示，灶臺臺面是一塊高強度、耐沖擊的陶瓷平板(結晶玻璃)，臺面下邊裝有高頻感應加熱線圈(即勵磁線圈)、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統，臺面的上面放著平底烹調鍋。

33、0.4.1 高頻電磁灶加熱原理第55頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 高頻電磁灶一般為厚度小于80mm的薄形臺式結構。圖1-29是其內部結構示意圖。 主要由灶面板、加熱線圈、印制電路板、大功率輸出管及散熱器、排氣扇等組成。 1.高頻電磁灶的基本結構電感線圈 工作過程 交流電源整流逆變高頻交流線圈金屬烹調鍋電渦流鍋體的內阻熱能第56頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 2.對烹飪鍋的要求 烹飪鍋的發熱功率與鍋的表面電阻及勵磁線圈的匝數成正比，為保證靜音及效率，高頻電磁灶的勵磁頻率應大于17kHz。 不能用銅和鋁鍋。在20kHz時，銅和鋁的表面電

34、阻很小，由于集膚效應，在高頻交流所致的交變磁場作用下，有效電流截面較50Hz時小，為保證一定的發熱功率，需要大大提高勵磁線圈的匝數，這樣必然導致勵磁線圈本身的銅耗增加，甚至可能等于或大于鍋體的等效電阻上的功耗，因此，在實際應用中不能將銅或鋁質的鍋用于電磁灶。 第57頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三鐵鍋：普通鐵磁性鍋導磁性大，在20kHz時仍有較大的表面電阻(約為銅鍋或鋁鍋的2050倍)，因而具有很好的加熱性。因此，采用鐵磁性鍋體時，可使電磁灶做得小，尤其是采用不銹鋼做鍋體，可以在保證機械強度的前提下，盡量將鍋體做得較薄，從而使有效電流通路截面積減小，增大鍋體電阻，提

35、高熱效率。有時為強調某些指標，也可以使用復合板的鍋體(如不銹鋼與碳素鋼的復合板)。 第58頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 從效率、發熱量、振動噪聲等方面綜合考慮，烹飪鍋的底部應采用不銹鋼包裹，結合現代一些新型材料，還可做成不粘鍋內襯等多種方便、實用、美觀的烹調鍋。表0給出了一些常用烹飪鍋材料的電氣性能。 表0 烹飪鍋材料的電氣性能(低頻時參數) 材 料 等效電阻/ 效 率 功率因數/ 綜合電磁力/kg/kW 鐵 73 9l 16 121 銅 20 74 49 9 鋁 23 76 39 7 不銹鋼 18 20 12 0 鑄 鐵 20 74 10 320第59頁，共1

36、38頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.4.2 高頻電磁灶的工作原理高頻電磁灶的頻率變換主電路1.諧振型 交流220V電源經整流， L2是扼流圈， C2是濾波電容。 VT是功率控制管。由VD， L1與 C1組成串聯諧振電路。控制與保護電路實現功率因數校正與保護。 VT導通時，L1中電流迅速增加， VT截止時，L1與C1發生串聯諧振，諧振頻率為 第60頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 控制VT導通時間，使加熱功率在150-1500W可調，功率組件VT（IGBT）用34只耐高壓（1500V），大電流（5A）的高頻大功率晶體管并聯組成，并強制通風。第61頁

37、，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三采用微電腦控制的電磁灶電路框圖第62頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 2.強迫振蕩式 如圖示，它由外部電路對其進行控制，其輸入電路采用Boost升壓式變換電路并進行輸入功率因數校正，使電網側的輸入電流與輸入電壓同相位。該電路由三大部分組成， MSC60028專用集成功率因數校正芯片構成單位功率因數升壓式整流電路；輸入端有濾波電路，進一步減少對電網的諧波污染，由VTlVT4組成高頻橋式逆變電路；L為電磁灶換能線圈；由TMP87PH46N構成控制電路。 了解第63頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56

38、分，星期三 1.4.3 高頻電磁灶控制與保護電路實例分析第64頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 高頻電磁灶均有完善的控制與保護電路，現簡要介紹圖1-32所示電路原理框圖的工作原理與過程。該電路中沒有獨立的鋸齒波振蕩器，而是利用報警電路部分的低頻振蕩器（IC3d）觸發大環路振蕩器起振，振蕩電流通過加熱線圈產生高頻磁場，在鍋底中感應出渦流來加熱鍋體。大振蕩環路：第65頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 當電路接通電源時，由IC3d及其外圍元件構成的低頻振蕩器振蕩，振蕩信號一路輸往蜂鳴器電路，當電磁灶上無鍋或鍋徑太小時，蜂鳴器產生報警聲提醒使用者

39、。振蕩信號的另一路則通過C21微分產生一個窄脈沖，經VD19加到IC3a的同相端腳第66頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三經IC3a整形放大，再經IC2a進行脈寬調制后從IC2d的腳輸出，送至激勵級VT1放大，由功放級輸出，使加熱線圈L1中流過高頻脈沖電流，加熱線圈上的脈沖信號又反饋到IC2c中進行整形放大后，再送到IC3a的同相端，使大環路振蕩器起振。正常工作。 若灶面板上有適配的鍋具，電流互感器（電流取樣）將從主電路中采樣得到一個足夠的電壓，使比較器IC3c翻轉，IC3c的腳輸出低電平，VD24導通，使IC3d構成的低頻振蕩器停振，切斷觸發信號。此時大環路振蕩不受

40、影響。第67頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 瞬態保護：電路中IC1a起瞬態保護作用，當電網電壓突變以及鍋體挪離灶面板的瞬間，B+的突變分量經C6耦合，IC1a倒相，通過VD9封鎖大環路振蕩，從而保護輸出功率管。IC1b作瞬態保護后的延時觸發，又使大環路振蕩器起振。第68頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 過熱保護：IC2a作為鍋、功率管的過熱保護，熱敏電阻Rt檢測鍋底溫度，熱繼電器KA安裝在散熱管上檢測功率管溫度。IC3b和IC2d共同構成大環路振蕩器的脈寬控制，即功率調節。 VT6是過電壓保護，VT9、VT10為欠電壓保護，VT11為過

41、電流保護。第69頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.4.3 電磁灶的使用與維護 正確使用電磁灶可獲得最佳的使用效果和延長其使用壽命，一般應注意以下幾點。 1)電磁灶工作時應遠離電視機、收錄機等家用電器，或錯開它們的使用時間，以防電磁干擾。 2)電磁灶為專用鍋體，一般不宜交換或借用。嚴禁使用非導磁材料制成的鍋。在確實需要更換鍋體時，應在鍋底放一塊磁性不銹鋼板，作為熱傳導過渡。 3)不得用鐵器等硬物削刮灶臺面板和鍋底，并隨時注意灶臺是否有裂縫或損傷，以防湯水等漏入灶內而引起電氣元件受潮或損壞。 4)灶臺上不能放置導磁材料制品，嚴禁鍋體空燒或干燒，以免灶臺面板過熱干裂損壞

42、。1.4.4 電磁灶的常見故障與檢修 電磁灶的結構和電源較為復雜，容易發生故障的地方很多，因此檢測和維修也比較復雜，其常見故障的現象、產生故障的原因及檢測和排除故障的措施分述如下。第70頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 故障現象 可能原因 排除故障的措施 電磁灶接通電源后，風扇不轉動， 排氣孔無風 1)插頭接觸不良 2)空燒 3)熔絲熔斷 4)冷卻風排氣孔堵塞。如風扇正在運轉而冷卻排氣孔無風吹出，則可能是冷卻風排氣孔被異物堵塞 1)檢查電源插頭，如有松動，要重新插牢 2)一般高頻電磁灶都有負載檢測電路，如空燒就會停止加熱。待電磁灶冷卻后，放上盛有食品的鍋便可重新燒煮

43、 3)檢查熔絲，如發現已熔斷，應查明原因后，更換同規格的熔絲 4)冷卻風排氣孔應經常保持清潔，如發現堵塞，要及時予以疏通第71頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 使用過程中電磁灶突然停止工作 1)電源插頭與電源座接觸不良 2)熔絲熔斷 3)加熱線圈斷路 4)與功率開關管c、e極間并聯的二極管被擊穿 5)高頻諧振電容器被擊穿。如果與加熱線圈并聯的諧振電容器被擊穿，則電路無諧振，電磁灶便不能工作 6)扼流圈燒斷。如果扼流圈被燒斷，就不能為加熱線圈提供工作電流，電磁灶同樣無法工作 1)電磁灶在使用過程中，有時會由于忙亂或其他原因未將電源插頭插牢，不小心碰觸一下就會造成虛插。

44、此時，只需將電源插頭與插座接觸良好即可 2)檢查裝在電磁灶中的大電流熔絲是否熔斷。如是，則應查明原因后再更換同型號的熔絲 3)如電源指示燈亮，而加熱指示燈不亮，則應檢查加熱線圈是否有問題。如損壞則更換 4)如果這個二極管擊穿后短路，功率開關管便失去作用，電磁灶不能繼續工作。此時應更換已損壞的二極管 5)拆下電容器后用萬用電表檢測，如確已損壞，則予以更換 6)檢查確認后更換同型號的扼流圈 故障現象 可能原因 排除故障的措施第72頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 故障現象 可能原因 排除故障的措施 加熱指示燈不亮(大部分電磁灶的 電源指示燈為紅色，加熱指示燈為 綠色。如

45、果電源指 示燈亮，而加熱指 示燈不亮，則應重 點檢查加熱線圈和 指示燈電路) 1)加熱線圈上沒有高頻電流 2)指示燈電路故障 1)綠色指示燈的電源來自加熱線圈背面的一組感應線圈，產生的感應電壓由整流管整流、電容器濾波后，產生約為4V的電壓使綠色指示燈發光。如果加熱線圈上沒有高頻電流，原因多數是加熱線圈開路或者是互感器開路。可用萬用表電阻擋檢測，若確是斷路，應更換加熱線圈或互感器 2)如加熱線圈上有高頻電流通過，則應檢查指示燈供電電路。較易損壞的元件是整流管、電容器及指示燈。如整流管損壞，則無整流電壓，指示燈也就不亮丁；如濾波電容器被擊穿，指示燈的電源電壓也沒有，燈便不亮；如指示燈本身損壞，指示

46、燈也不亮。出現以上情況后，應更換整流管或電容器或指示燈第73頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 故障現象 可能原因 排除故障的措施 燒煮時有震動和 振蕩噪音 1)烹飪鍋底不平造成與電磁灶灶臺平板接觸不良 2)取樣電路有故障。高頻電磁灶正常工作時振蕩頻率為2030kH3，若有振蕩尖叫聲表明工作頻率偏低。當加上燒鍋時有連續振蕩聲，說明負載檢測電路有故障，一般多為取樣電路不正常 1)應更換平底鍋，使鍋底與電磁灶灶臺平板貼合 2)應檢測取樣電路，看是否是耦合電路開路造成的。如耦合電阻斷路，更換后電磁灶便能恢復正常第74頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期

47、三 故障現象 可能原因 排除故障的措施 指示燈亮，但不能加熱 1)加熱線圈斷線 2)低頻阻流圈損壞 3)諧振電容、消振移相電容損壞或啟振電容損壞 1)重新繞制或更換加熱線圈 2)檢查確認后重繞或更換阻流圈 3)檢測有關電容器，損壞的予以更換 電磁灶加熱功率 調節無效 1)高頻轉換電容擊穿或斷路 2)共振電容器擊穿或斷路 3)高速二極管擊穿或斷路 1)檢查高頻轉換電容器，已損壞的則更換 2)檢查確認后更換共振電容器 3)檢查確認后更換高速二極管第75頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三第76頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三小結：1.家用高頻電磁

48、灶使用20kHz以上高頻電流。2.高頻電磁灶由灶面板、加熱線圈、控制系統（印制電路板、大功率輸出管（IGBT）及散熱器）、排氣扇等組成。3.高頻電磁灶的工作過程：交流電源整流逆變高頻交流（L1、C1構成諧振）線圈金屬烹調鍋電渦流鍋體的內阻熱能。4.高頻電磁灶控制與保護電路分析（圖1-32）（1）低頻振蕩器：當電路接通電源時，由IC3d及其外圍元件構成的低頻振蕩器振蕩，振蕩信號一路輸往蜂鳴器電路，當電磁灶上無鍋或鍋徑太小時，蜂鳴器產生報警聲提醒使用者。振蕩信號的另一路則通過C21微分產生一個窄脈沖，經VD19加到IC3a的同相端腳，觸發大環路振蕩。第77頁，共138頁，2022年，5月20日，1

49、8點56分，星期三（2）大環路反饋振蕩：觸發脈沖經IC3a整形放大，再經IC2a脈寬調制后從IC2d的腳輸出，經激勵級VT1VT5放大，由功放級輸出，使加熱線圈L1中流過高頻脈沖電流；加熱線圈上的脈沖信號反饋到IC2c進行整形放大后，再送到IC3a的同相端，使大環路振蕩器起振。正常工作。（3）鍋具檢測：若灶面板上有適配的鍋具，電流互感器采樣主電路電流，輸出足夠的電壓，使比較器IC3c翻轉，IC3c的腳輸出低電平，VD24導通，使IC3d構成的低頻振蕩器停振，切斷觸發信號。此時大環路振蕩不受影響。若無鍋或鍋徑太小時，蜂鳴器產生報警。（4）瞬態保護：IC1a為瞬態保護電路，當電網電壓突變以及鍋體挪

50、離灶面板的瞬間，B+的突變分量經C6耦合，IC1a倒相，通過VD9封鎖大環路振蕩，從而保護輸出功率管。IC1b作用是瞬態保護后延時觸發大環路振蕩器起振。第78頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三(5)過熱保護：IC2a作為鍋、功率管的過熱保護，熱敏電阻Rt檢測鍋底溫度，熱繼電器KA安裝在散熱管上檢測功率管溫度。信號經IC2b控制激勵級。（6）過欠壓保護和過流保護：VT6是過電壓保護，檢測電源電壓，信號經IC3b控制脈寬調制電路；VT9、VT10為欠電壓保護，檢測電源電壓，信號經IC2b控制激勵級； VT11為過電流保護，檢測線圈電流，信號經VD16控制脈寬調制電路。 I

51、C3b和IC2d共同構成大環路振蕩器的脈寬控制，進行功率調節。作業： 1-16、1-17、1-18。補充：說明圖1-32大環路振蕩和過熱保護過程。第79頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.5 微波爐 微波爐又稱為微波灶，其用途多樣，功能齊全，不僅能煲、蒸、煮、燉、烤食物，而且還具有快速解凍和殺菌消毒等多種功能。微波的爐優良性能、快捷烹飪以及烹飪食物高質量等特點，目前家庭普及率越來越高。第80頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.5.1 微波爐加熱原理及特點 1. 微波及其特性 （1）微波 微波一般是波長為1m1mm，頻率為300MHz300

52、GHz范圍的電磁波，屬于超高頻波段。微波在空氣中的傳播速度與光相同為3105km/s。為避免對通信、雷達導航、廣播電視等系統的干擾以及使微波器件統一化和標準化，加熱用的微波頻率國際統一規定為2450MHz(家用)和915MHz(商用)，其波長為12.25cm和32.8cm，屬于厘米波。 （2）微波的特性 微波就是電磁波，它具有一般電磁波的共性。它在傳輸過程中遇到不同物體時，會發生反射、透射和被吸收等現象。第81頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 微波的反射特性 微波在傳輸中，遇到銅、鐵、銀等金屬良導體時會發生反射。因此常用金屬材料來隔離微波。微波爐中用金屬板材制作殼體

53、、內腔和波導等部件，用金屬網柵外加鋼化玻璃制作爐門觀察窗。 微波的透射特性 微波在傳輸中，遇到玻璃、陶瓷、云母、塑料等絕緣體時會發生透射，微波能很少被吸收。因此常用玻璃、陶瓷、塑料等非金屬材料制作微波專用器皿。 微波的致熱特性 微波在傳輸中，遇到含水和脂肪的物質時，會發生致熱現象。是因為這些物質吸收微波能后，轉化為熱能。 第82頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三2.微波加熱原理 能夠吸收微波能轉化為熱能的物質，通常稱為微波介質。微波介質的分子都是極性分子，又稱為電偶極子或偶極子，在無外加電場作用時，極性分子的熱運動使其雜亂排列，物質整體對外呈現電中性。如果將極性分子物

54、質置于電場中，極性分子就會按電場的方向排列，這種現象稱為極性分子的轉向極化。電場越強極化作用越強，當電場消失后，極性分子又恢復為常態；當電場方向改變時，極性分子也隨之改變方向；微波爐中，電場方向變化頻率為2450MHz，極性分子則以每秒鐘24.5億次的速度擺動，產生大量的運動熱和碰撞摩擦熱，實現了將微波的電場能轉化為熱能。這就是介質吸收微波能進行加熱的機理。 可見，微波加熱，介質所產生的熱量與介質本身的性質、微波的電場強度以及微波的頻率等因素有關。第83頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 3.微波加熱特點 (1) 食物內、外同時發熱，故加熱迅速，省時省電。 (2)加熱

55、均勻 不會出現傳統加熱外焦、內生的現象。 (3)加熱過程清潔衛生 無煙塵等二次污染，且不影響環境溫度。 (4)烹飪的食品質量好 由于微波加熱時間短，可以最大限度保留食品中的維生素等營養成分，能較好保持食品的色、香、味、質。 另外，微波加熱過程容易控制，操作方便，安全可靠。 4.微波爐的主要技術指標 微波爐的主要技術指標包括安全性能指標和技術性能指標兩類。安全性能指標：如防觸電、防起火燃燒、防微波泄漏等。它是由國家標準(GB4706.1和GB4706.21)規定的，屬于強制性標準，生產廠商必須嚴格遵照執行。技術性能指標：如微波效率、微波輸入輸出功率、微波泄漏等。第84頁，共138頁，2022年，

56、5月20日，18點56分，星期三現在，國產微波爐執行的是原機械工業部行業標準QBll98-91標準規定技術性能指標。主要有： (1)電源電壓 額定電源電壓為單相220V 1050Hz。 (2)微波輸出功率 在額定電源電壓下工作，其微波輸出功率應在額定值的90115以內。 (3)額定輸入功率 在額定電源電壓下工作，其輸人功率應在額定值的115以內。 (4)微波效率 在額定電源電壓下工作，其微波輸出功率與微波爐的輸入功率之比取百分數為微波爐的微波效率，一般不應低于50。 (5)微波泄漏 國際和國家標準都嚴格規定，即在距微波爐5cm處測量微波功率密度應低于5mW/cm2(IEC335-2-25或GB

57、4706.21)。目前，國產微波爐，實際微波泄露量一般均為W級，比二標準低數百倍。國家最新標準為lmWcm2。 第85頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 其實，人體受微波輻射傷害的可能性和程度，是取決于微波泄漏量以及人體接受微波輻射時間的長短兩個因素。也就是人體接受微波輻射積累的劑量，即微波輻射強度與接受輻射時間的乘積，其單位為Mw.h/cm2。國際和國家有關標準規定，人體在短時間、間斷接受微波輻射的情況下，每日劑量不得超過400mW.h/cm2。如果微波爐每天平均工作1h，按國際標準規定微波爐的微波泄漏量為5mW/cm2時，其每日劑量也只有5mW.h/cm2遠低于4

58、00mW.h/cm2。另外，人體除具體操作的手會與微波爐的爐門直接接觸或近到5cm以內，其他部位均遠大于此距離，況且微波能量在空氣中的衰減很大，所以，人們使用微波爐是不存在什么安全問題的。 第86頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三1.5.2 微波爐基本結構 圖示為普通控制型微波爐的基本結構示意圖。普通控制型微波爐主要是由磁控管、爐腔、爐門、定時和功率分配器等主要元器件組成。 第87頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三普及型第88頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三電腦控制型第89頁，共138頁，2022年，5月20日，1

59、8點56分，星期三微波爐的基本組成部分1.爐腔：食物加熱場所。 2.爐門：由金屬框架和玻璃觀察窗組成3.磁控管4.波導5.攪拌器6.漏磁變壓器和整流器7.定時器8.功率調節器9.過熱保護器1.爐腔 微波爐的爐腔又稱為諧振腔，它是微波爐對食物進行加熱烹飪的地方。一般要求它對微波能量具有良好的密封防泄露性能、微波能量在爐腔內分布要均勻以及要與磁控管匹配良好。第90頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 微波爐的爐腔是一個多模諧振腔，它的幾何尺寸設計有利于增加諧振模式的數量、保證爐腔與磁控管的良好匹配、使微波在爐腔內分布均勻以及改善微波的傳輸特性。另外，一般都在爐腔的底部安裝有

60、轉盤、在爐腔的頂部安裝有攪拌器，以利于更加均勻加熱食物。 當微波由波導傳入爐腔時，若二者的諧振頻率相同，就會在爐腔內產生共振現象。微波能量在爐腔內空間連續反射，對食物進行加熱烹飪。2.爐門 微波爐的爐門是爐腔的一個重要組成部分，除了與爐腔要求相同外，還要求它能保證微波能量通過門縫的泄露量不能超標，以確保使用安全。微波爐經過長時間使用，即使外表層受到沾污、氧化、甚至有一定程度的損傷，第91頁，共138頁，2022年，5月20日，18點56分，星期三 爐門仍能保持良好的電氣密封性能。在爐門附近也不應出現放電打火、過熱現象。一般要求爐門經過10萬次以上的開、關，仍能正常工作。 在微波爐工作過程中，在