1、 家用电器原理与维修家用电器原理与维修 教材：家用电器原理与维修 主编：肖祖铭 出版社：北京师范大学出版社 2011年3月 第1版 第1次印刷 授课对象：*主讲主讲 *1 【本章要点】【本章要点】1.了解家用电热电器的组成与分类。了解家用电热电器的组成与分类。2.掌握电热电器的电热转换方式及转换原理。掌握电热电器的电热转换方式及转换原理。3.掌握电热元件结构、类型及工作原理。掌握电热元件结构、类型及工作原理。4.掌握控制元件的结构、类型及工作原理。掌握控制元件的结构、类型及工作原理。第二篇第二篇 电热电器电热电器22.1 家用电热电器概述家用电热电器概述 电热电器是一种把电能转化为热能的电器产
2、品，在家电产品中占有很高的比电热电器是一种把电能转化为热能的电器产品，在家电产品中占有很高的比例。常见产品如家庭中使用的电饭锅、电热褥、电磁炉、微波炉、电热取暖器等，例。常见产品如家庭中使用的电饭锅、电热褥、电磁炉、微波炉、电热取暖器等，和传统的热能获取方式相比，具有一些突出的优点，适合于现代高节奏的生活，和传统的热能获取方式相比，具有一些突出的优点，适合于现代高节奏的生活，从而广泛进入到家庭生活中。从而广泛进入到家庭生活中。1、热效率高、热效率高电热电器的热转换效率一般可以达到电热电器的热转换效率一般可以达到65%90%，而传统的燃烧方式的热效率最，而传统的燃烧方式的热效率最高的燃气燃烧时最
3、高也只有高的燃气燃烧时最高也只有50%。2、易于控制、易于控制 电热电器在使用过程中可以通过温度控制器件、时间控制器件、功率控制器电热电器在使用过程中可以通过温度控制器件、时间控制器件、功率控制器件等实现对使用过程的精确及智能自动化控制，因而可实现远程网络或程序控制，件等实现对使用过程的精确及智能自动化控制，因而可实现远程网络或程序控制，方便使用。方便使用。3、污染小、污染小 电热电器在使用过程中燃烧产生的废气或有害气体，有利于环境的保护和健电热电器在使用过程中燃烧产生的废气或有害气体，有利于环境的保护和健康保护，当然，使用中电器或产生一定量的电磁辐射，应注意合理使用和防护。康保护，当然，使用
4、中电器或产生一定量的电磁辐射，应注意合理使用和防护。4、安全性好、安全性好 在使用过程中无明火，相对来说安全性比燃烧方式好。通过相应的电器保护在使用过程中无明火，相对来说安全性比燃烧方式好。通过相应的电器保护电路，可以保护使用者及电器设备的安全。电路，可以保护使用者及电器设备的安全。第二章电热电器基础第二章电热电器基础3 一般可以按照使用功能来分类，电热电器可以分为炊事用具、取暖一般可以按照使用功能来分类，电热电器可以分为炊事用具、取暖用具、清洁用具、医疗卫生用具及其他用具。用具、清洁用具、医疗卫生用具及其他用具。1.电热炊具电热炊具 用来烹调及加热食品，是电热器具中应用最广的一类。根据我国人
5、民的用来烹调及加热食品，是电热器具中应用最广的一类。根据我国人民的饮食习惯和对食品加热方式的不同，一般有四种产品类型，见表饮食习惯和对食品加热方式的不同，一般有四种产品类型，见表2-1。2.1.1 家用电热电器的种类家用电热电器的种类 4 根据人们冬季取暖的日常生活需要，近年来生产厂家研制生产的根据人们冬季取暖的日常生活需要，近年来生产厂家研制生产的电热取暖用具品种越来越多。目前按照使用方式分类，家用电热取电热取暖用具品种越来越多。目前按照使用方式分类，家用电热取暖用具主要有直接取暖用具和间接取暖用具两类，见表暖用具主要有直接取暖用具和间接取暖用具两类，见表2-2。2.电热取暖用具电热取暖用具
6、 53.电热清洁用具电热清洁用具 随着人们生活质量的提高，用于清洁卫生方面的电热器具也得到了随着人们生活质量的提高，用于清洁卫生方面的电热器具也得到了广泛应用。这类电热器主要有两大类：第一类是用于洗涤、沐浴的热水广泛应用。这类电热器主要有两大类：第一类是用于洗涤、沐浴的热水设备，只需将水加热即可。第二类是用于清洁美容的电热器具，如电熨设备，只需将水加热即可。第二类是用于清洁美容的电热器具，如电熨斗、电吹风等。见表斗、电吹风等。见表2-3。6 2.1.2 电热电器的基本结构电热电器的基本结构 家用电热电器的种类很多，性能构造及使用方式也各不相同，但家用电热电器的种类很多，性能构造及使用方式也各不
7、相同，但其基本结构都包含主要的四个部分：电热器件、控制器件、温度保护其基本结构都包含主要的四个部分：电热器件、控制器件、温度保护电路和功能结构件。电路和功能结构件。1.电热器件电热器件 电热器件的主要作用是将电能转变为热能。常用的电热器件有电电热器件的主要作用是将电能转变为热能。常用的电热器件有电阻式电热器件、红外线电热器件、电热合金发热板、管状电加热器、阻式电热器件、红外线电热器件、电热合金发热板、管状电加热器、PTC加热器等。加热器等。2.温度控制器件温度控制器件 温度控制器件的主要作用是对发热器件的温度、电功率、通电时间温度控制器件的主要作用是对发热器件的温度、电功率、通电时间等参数进行
8、控制，以满足使用者的需要。常用的温度控制器件有双金等参数进行控制，以满足使用者的需要。常用的温度控制器件有双金属片式温控器、磁性温控器、热敏电阻温控器、属片式温控器、磁性温控器、热敏电阻温控器、PTC温控器等。温控器等。72.1.2 电热电器的基本结构电热电器的基本结构 3.保护电路保护电路 出于对家电使用过程中出现的各种异常及不稳定因素，可能造成出于对家电使用过程中出现的各种异常及不稳定因素，可能造成电器产品的损坏，危害使用者人身安全，甚至引起火灾、爆炸等严重电器产品的损坏，危害使用者人身安全，甚至引起火灾、爆炸等严重事故。家电产品一般都加有安全保护电路。如：过热保护电路，一旦事故。家电产品
9、一般都加有安全保护电路。如：过热保护电路，一旦电器工作过程中温度异常升高，则可自动切断内部电源；过电压保护；电器工作过程中温度异常升高，则可自动切断内部电源；过电压保护；过电流保护；延时保护；取暖器的防倾倒保护等。有些保护电路启动过电流保护；延时保护；取暖器的防倾倒保护等。有些保护电路启动后则自行烧毁或熔断，检修后应及时更换恢复保护电路。如热熔体。后则自行烧毁或熔断，检修后应及时更换恢复保护电路。如热熔体。另一类保护电路启动保护后，如果异常因素排除后，电器设备可以自另一类保护电路启动保护后，如果异常因素排除后，电器设备可以自行恢复正常工作状态，不必拆机检修。行恢复正常工作状态，不必拆机检修。4
10、.功能结构件功能结构件功能结构件，如微波炉箱体，电热锅锅体等，都属于基本的功能结构功能结构件，如微波炉箱体，电热锅锅体等，都属于基本的功能结构件。功能结构件的设计除考虑功能之外还应考虑其它方面的因素，如件。功能结构件的设计除考虑功能之外还应考虑其它方面的因素，如电和热的安全性、外观协调性、造型的新颖性，成本的可比性等。电和热的安全性、外观协调性、造型的新颖性，成本的可比性等。8 电能向热能的转化，关键是依靠电热元件来实现的，目前常见的电热转换方电能向热能的转化，关键是依靠电热元件来实现的，目前常见的电热转换方式就其原理来讲，主要有四种方式：式就其原理来讲，主要有四种方式：1.电阻加热方式电阻加
11、热方式 这是一种最为常见，比较简单的一种电热转换方式。当电流通过导体，导体这是一种最为常见，比较简单的一种电热转换方式。当电流通过导体，导体中会产生大量的焦耳热，通过热传导、辐射、对流等方式再传递给被加热物体，中会产生大量的焦耳热，通过热传导、辐射、对流等方式再传递给被加热物体，完成能量的转化，以供人们使用。实际电热产品中，合理的选择电热材料的电阻完成能量的转化，以供人们使用。实际电热产品中，合理的选择电热材料的电阻值，可以制成不同功率的电阻式电热电器。常见的这类转换方式的产品较多，如值，可以制成不同功率的电阻式电热电器。常见的这类转换方式的产品较多，如电饭锅、电热水器，电热褥等。电饭锅、电热
12、水器，电热褥等。2.红外加热方式红外加热方式 红外线是电磁波的一种，和可见光一样，以辐射的方式向外传播。人的肉眼红外线是电磁波的一种，和可见光一样，以辐射的方式向外传播。人的肉眼无法看见，具有较强的穿透性，因此可使被加热物体迅速升温。其中，波长为无法看见，具有较强的穿透性，因此可使被加热物体迅速升温。其中，波长为2.515um的红外线最易被物体吸收，红外线加热法是先使电阻发热元件通电的红外线最易被物体吸收，红外线加热法是先使电阻发热元件通电发热，利用此热能来激发红外线发射物质，使其辐射出红外线来取暖或烘烤食物发热，利用此热能来激发红外线发射物质，使其辐射出红外线来取暖或烘烤食物等。常见产品如红
13、外取暖器、红外电烤箱及医用的红外理疗照射灯等。等。常见产品如红外取暖器、红外电烤箱及医用的红外理疗照射灯等。2.2 电热基础电热基础 93.感应加热方式感应加热方式 根据电磁感应定律，若将导体置于交变磁场中，导体内部会产生感根据电磁感应定律，若将导体置于交变磁场中，导体内部会产生感应电流（涡流），涡流在导体内部会克服内阻作回旋流动产生热量，这应电流（涡流），涡流在导体内部会克服内阻作回旋流动产生热量，这就是电磁感应加热。采用电磁感应加热法的典型产品是电磁灶。考虑到就是电磁感应加热。采用电磁感应加热法的典型产品是电磁灶。考虑到噪声和震动、体积等问题，家用电磁灶一般采用噪声和震动、体积等问题，家用
14、电磁灶一般采用15000Hz以上的高频以上的高频电流的高频电磁灶。电流的高频电磁灶。4.介质加热方式介质加热方式 将被加热物体置于高频交变电场之中，被加热物体的电介质（带正、将被加热物体置于高频交变电场之中，被加热物体的电介质（带正、负电荷分子）趋于按外电场方向排列，此过程中电场的高速变化使分子负电荷分子）趋于按外电场方向排列，此过程中电场的高速变化使分子间高速碰撞摩擦运动，被加热物体内外部宏观表现为温度上升，由于这间高速碰撞摩擦运动，被加热物体内外部宏观表现为温度上升，由于这个能量转化过程在被加热物体内部和表面同时进行，因此物体内外受热个能量转化过程在被加热物体内部和表面同时进行，因此物体内
15、外受热均匀，加热迅速。介质加热方式的典型产品是微波炉。目前微波炉使用均匀，加热迅速。介质加热方式的典型产品是微波炉。目前微波炉使用的频率有的频率有915MHz和和2450MHz两种，前者用于烘烤、干燥、消毒，后两种，前者用于烘烤、干燥、消毒，后者用于家庭中。者用于家庭中。2.2 电热基础电热基础 10 电热元件是电热电器中的发热部件，负责电热转换，是决定了电热电电热元件是电热电器中的发热部件，负责电热转换，是决定了电热电器的性能和使用寿命的关键部件。电阻式电热元件的组成一般包括：器的性能和使用寿命的关键部件。电阻式电热元件的组成一般包括：1电热材料电热材料 通常有金属材料和非金属材料两类。常用
16、的金属材料一般为合金材通常有金属材料和非金属材料两类。常用的金属材料一般为合金材料，如铁铬铝、铬镍等；而非金属材料常用的有碳化硅、石墨等。各种料，如铁铬铝、铬镍等；而非金属材料常用的有碳化硅、石墨等。各种合金型电热材料，不仅具有较高的电阻率、较低的电阻温度系数和耐高合金型电热材料，不仅具有较高的电阻率、较低的电阻温度系数和耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能，而且容易加工，可以做成线状、管状、温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能，而且容易加工，可以做成线状、管状、带状，板状等各种适于不同应用场合的形状。带状，板状等各种适于不同应用场合的形状。2绝缘材料绝缘材料 属防护材料，防止电器漏电、触电及或电热元件短
17、路。它应具有较高属防护材料，防止电器漏电、触电及或电热元件短路。它应具有较高的机械强度，能耐高温，导热性好，化学性质稳定等特点。常见的有云的机械强度，能耐高温，导热性好，化学性质稳定等特点。常见的有云母，氧化镁等。母，氧化镁等。2.3 电热元件电热元件 11 3绝热材料绝热材料 主要是为了提高电热元件的热效率，保温，隔热。同时也起安全、防主要是为了提高电热元件的热效率，保温，隔热。同时也起安全、防火的作用。常见的有泡沫塑料、石棉、硅藻土等。火的作用。常见的有泡沫塑料、石棉、硅藻土等。2.3.1 常见的几种电阻式电热元件常见的几种电阻式电热元件1.开启式螺旋形电热元件开启式螺旋形电热元件 这类元
18、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。在电吹风和家用开启式电炉中广泛应射和对流的方式传给欲加热物件。在电吹风和家用开启式电炉中广泛应用。用。开启式电热元件虽然结构简单、价格低廉、安装检修方便，但由于它裸开启式电热元件虽然结构简单、价格低廉、安装检修方便，但由于它裸露在空气中较易氧化，安全性差，寿命较短。露在空气中较易氧化，安全性差，寿命较短。2.3 电热元件电热元件 12
19、2.罩盖式电热元件罩盖式电热元件 这类电热器件是置于某种保护罩下。它可以直接与被加热的物体这类电热器件是置于某种保护罩下。它可以直接与被加热的物体接触，主要利用热传导的方式传递热量。如图接触，主要利用热传导的方式传递热量。如图2-1所示，将合金电所示，将合金电热丝缠绕在云母片上，在上下外侧各覆盖一层云母片做绝缘和导热热丝缠绕在云母片上，在上下外侧各覆盖一层云母片做绝缘和导热用，形成罩盖式电热元件。常用于普通型电熨斗中的电热元件用，形成罩盖式电热元件。常用于普通型电熨斗中的电热元件 2.3.1 常见的几种电阻式电热元件常见的几种电阻式电热元件图图2-1 罩盖式电热元件罩盖式电热元件 133.封闭
20、式管状电热元件封闭式管状电热元件 金属管状电热元件是电热器具中最常用的封闭式电热元件，主要金属管状电热元件是电热器具中最常用的封闭式电热元件，主要由电热丝、金属护套管、绝缘填充料、封口材料、引出棒等组成。由电热丝、金属护套管、绝缘填充料、封口材料、引出棒等组成。用于电水壶，热得快电热等产品。其典型结构如图用于电水壶，热得快电热等产品。其典型结构如图2-2所示。通过所示。通过热传导方式对物体直接加热，一般只适用于纯净液体的加热。热传导方式对物体直接加热，一般只适用于纯净液体的加热。2.3.1 常见的几种电阻式电热元件常见的几种电阻式电热元件图图2-2管状电热元件管状电热元件 144.板状电热元件
21、板状电热元件 电热板的形状有圆形、方形等，主要采用铸板式和管状元件铸板电热板的形状有圆形、方形等，主要采用铸板式和管状元件铸板式两种结构形式，主要用于电饭锅等产品中。式两种结构形式，主要用于电饭锅等产品中。5.绳状电热元件绳状电热元件 在一根用玻璃纤维或石棉线制作的芯线上，缠绕柔软的电热丝在一根用玻璃纤维或石棉线制作的芯线上，缠绕柔软的电热丝（铜、镍合金等），再套一层耐热尼龙编织层，在编织层上涂敷耐（铜、镍合金等），再套一层耐热尼龙编织层，在编织层上涂敷耐热聚乙烯树脂。主要用于电热褥、电热衣等柔性电热织物中。其典热聚乙烯树脂。主要用于电热褥、电热衣等柔性电热织物中。其典型结构如图型结构如图2-
22、3所示。所示。2.3.1 常见的几种电阻式电热元件常见的几种电阻式电热元件图图2-3绳状电热元件绳状电热元件15 远红外线加热方法是在电阻加热方法的基础上发展起来的，其远红外线加热方法是在电阻加热方法的基础上发展起来的，其热源是红外电热元件发出的波长为热源是红外电热元件发出的波长为2.515m的远红外线。其基本的远红外线。其基本原理是：先使电阻发热元件通电发热，靠此热能来激发红外线辐射原理是：先使电阻发热元件通电发热，靠此热能来激发红外线辐射物质，使其辐射出红外线对物体加热。它具有升温迅速，穿透能力物质，使其辐射出红外线对物体加热。它具有升温迅速，穿透能力强，节省能源和时间的特点。在取暖器、电
23、烤箱、消毒柜等家电产强，节省能源和时间的特点。在取暖器、电烤箱、消毒柜等家电产品中广泛应用。品中广泛应用。管状红外加热元件是用价格便宜的乳白色半透明石英材料制成（简管状红外加热元件是用价格便宜的乳白色半透明石英材料制成（简称石英辐射管），经过特殊加工做出护套管。其管壁上形成大量的称石英辐射管），经过特殊加工做出护套管。其管壁上形成大量的直径为直径为0.030.05mm的小气泡，密度达到约的小气泡，密度达到约20008000个个/cm2,从而使可见光和近红外线的穿透率由原来透明时的从而使可见光和近红外线的穿透率由原来透明时的95%98%降低降低到到0.5%2.5%，几乎将这两部分的能量全部吸收而
24、转化为，几乎将这两部分的能量全部吸收而转化为Si-D键键的分子振动，从而产生较强的远红外辐射。其结构如图的分子振动，从而产生较强的远红外辐射。其结构如图2-4所示。所示。2.3.2 远红外电热元件远红外电热元件 图图2-4管状红外电热元件管状红外电热元件 16 2.3.2 远红外电热元件 在石英管内装置有电热丝，由于电热丝氧化皮脱落后会严重在石英管内装置有电热丝，由于电热丝氧化皮脱落后会严重影响辐射效果，则电热丝要在影响辐射效果，则电热丝要在1000左右温度下进行预氧化处左右温度下进行预氧化处理，同时对管子两端进行密封，以隔绝外界空气，防止电热丝在理，同时对管子两端进行密封，以隔绝外界空气，防
25、止电热丝在工作温度下的氧化，提高使用寿命。工作温度下的氧化，提高使用寿命。石英管状加热元件在使用时要水平放置，否则，由于管中无石英管状加热元件在使用时要水平放置，否则，由于管中无填充物，电热丝会因重力作用下垂引起电热丝螺距不均，严重时填充物，电热丝会因重力作用下垂引起电热丝螺距不均，严重时还会造成匝间短路。还会造成匝间短路。17 PTC电热器件是一种新型的发热元件，电热器件是一种新型的发热元件，PTC是是Positive Temperature Coefficient（正温度系数）的简称。通常是以钛酸钡（正温度系数）的简称。通常是以钛酸钡（BaTiO3）为基料，）为基料，掺入微量稀土元素，经陶
26、瓷工艺制成的烧结体。在成品掺入微量稀土元素，经陶瓷工艺制成的烧结体。在成品PTC电热器件上加直电热器件上加直流或交流电源，便可获得某一范围内恒定的温度。流或交流电源，便可获得某一范围内恒定的温度。PTC电热器件的阻值随温度的变化而变化。其电阻率电热器件的阻值随温度的变化而变化。其电阻率（单位为（单位为mm2/m）与温度）与温度T（单位为（单位为）之间的函数关系如图）之间的函数关系如图2-5所示。在温度所示。在温度底于转折温度底于转折温度Tp时，随着温度的升高，电阻率略有减小，呈现负温度系数时，随着温度的升高，电阻率略有减小，呈现负温度系数性质。当温度升高到超过性质。当温度升高到超过Tp时，其电
27、阻率随着温度的升高而急剧变大，可时，其电阻率随着温度的升高而急剧变大，可增大增大104倍以上，呈现很大的正温度系数特性。这个转折温度倍以上，呈现很大的正温度系数特性。这个转折温度Tp称为居里称为居里温度或居里点。温度或居里点。2.3.3 PTC电热元件电热元件 182.3.3 PTC电热元件电热元件 PTC元件实际上具有电热元件和自动温度控制元件两元件实际上具有电热元件和自动温度控制元件两重特性，利用重特性，利用PTC器件的这一性质可以制成恒温加热源。器件的这一性质可以制成恒温加热源。通电后，在温度低于居里点时，相当于普通的电阻性电热通电后，在温度低于居里点时，相当于普通的电阻性电热器件。但温
28、度达到居里点后，由于它的电阻急剧增加至器件。但温度达到居里点后，由于它的电阻急剧增加至104倍以上，使电流减小很多，温度不再上升，形成动态倍以上，使电流减小很多，温度不再上升，形成动态平衡，其温度可以保持在一定范围内不变。平衡，其温度可以保持在一定范围内不变。实际制造生产实际制造生产PTC元件时，可以通过添加不同微量元素来元件时，可以通过添加不同微量元素来改变其居里点温度。例如改变其居里点温度。例如,添加锶元素（添加锶元素（Sr）、锡元素）、锡元素（Sn）可以降低居里点温度；添加铅元素（）可以降低居里点温度；添加铅元素（Pb），则可），则可以提高居里点温度。以提高居里点温度。19 2.4 电热
29、电器的控制元件电热电器的控制元件 在使用电热电器时，由于用户使用需求、物品加热要求、加热在使用电热电器时，由于用户使用需求、物品加热要求、加热温度等都不相同，在加热过程中则需要分别对电热电器的发热功率、加温度等都不相同，在加热过程中则需要分别对电热电器的发热功率、加热温度、加热时间等物理量进行调节控制，所以，电热电器的控制元件热温度、加热时间等物理量进行调节控制，所以，电热电器的控制元件按其控制目的一般可分为：温度控制、时间控制和功率控制三种类型。按其控制目的一般可分为：温度控制、时间控制和功率控制三种类型。20 在家用电热电器中，常用的温度控制元件有双金属片温控器、磁性温控在家用电热电器中，
30、常用的温度控制元件有双金属片温控器、磁性温控器、热敏电阻等。器、热敏电阻等。1双金属片温控元件双金属片温控元件 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，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，常温下保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一片升长较多，使双金属常温下保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一片升长较多，使双金属片向膨胀系数小的那一侧弯曲，温度越高，弯曲度越大。当温度下降后双金片向膨胀系数小的那一侧弯曲，温度越高，弯曲度越大。当温度下降后双金属片恢复原状。利用双金属片的这种特性，带动开关触点，则可以在实现某属片恢复原状。利用双金属片的这
31、种特性，带动开关触点，则可以在实现某一温度区域的控制。如图一温度区域的控制。如图2-6所示。所示。2.4.1 温度控制元件温度控制元件 图图2-6双金属片温控元件工作原理双金属片温控元件工作原理 21图图2-7磁钢限温器原理图磁钢限温器原理图2 磁性温控器磁性温控器 磁性温控器件主要由永久磁钢和感温软磁组成，在位置固定的感温软磁下有一磁性温控器件主要由永久磁钢和感温软磁组成，在位置固定的感温软磁下有一个永久磁钢，如图个永久磁钢，如图2-7所示。永久磁钢的下面有一弹簧以一定的拉力向下拉它。在所示。永久磁钢的下面有一弹簧以一定的拉力向下拉它。在常温下，永久磁钢和感温软磁之间的吸力大于弹簧拉力与永久
32、磁钢重力之和，永久常温下，永久磁钢和感温软磁之间的吸力大于弹簧拉力与永久磁钢重力之和，永久磁钢与软磁贴近，即软磁吸住永久磁钢，使得它们所带动的两个触点闭合，电热元磁钢与软磁贴近，即软磁吸住永久磁钢，使得它们所带动的两个触点闭合，电热元件通电发热。一旦电热元件发热超过预定值，温度上升到感温软磁的居里点时，软件通电发热。一旦电热元件发热超过预定值，温度上升到感温软磁的居里点时，软磁的磁力急剧减小，使得弹簧拉力与永久磁钢的重力之和大于磁吸力，永久磁钢落磁的磁力急剧减小，使得弹簧拉力与永久磁钢的重力之和大于磁吸力，永久磁钢落下，两触点脱离，电热元件断电。下，两触点脱离，电热元件断电。223热敏电阻热敏
33、电阻 热敏电阻是一种敏感元件，其特点是电阻值随温度的变化而显著变化。热敏电阻是一种敏感元件，其特点是电阻值随温度的变化而显著变化。利用这一特性将温度的变化转换为电量的变化，然后经放大电路放大，推动利用这一特性将温度的变化转换为电量的变化，然后经放大电路放大，推动执行机构实现对电热元件的控制。包括：负温度系数热敏电阻（执行机构实现对电热元件的控制。包括：负温度系数热敏电阻（NTC）、正）、正温度系数热敏电阻（温度系数热敏电阻（PTC）和临界系数热敏电阻（）和临界系数热敏电阻（CTR）三类，图）三类，图2-8三类三类热敏电阻的电阻率和温度热敏电阻的电阻率和温度 t 曲线图。曲线图。图图2-8三类热
34、敏电阻的电阻率和温度三类热敏电阻的电阻率和温度 t 曲线图曲线图 23 热敏电阻除按温度系数区分外，还有以下热敏电阻除按温度系数区分外，还有以下3种分类方法：按结构形种分类方法：按结构形式分为体型、薄膜型、厚膜型式分为体型、薄膜型、厚膜型3种；按工作方式分为直热式、旁热式、种；按工作方式分为直热式、旁热式、延迟电路延迟电路3种；按工作温区分为常温区（种；按工作温区分为常温区（-60+300）热敏电阻、高）热敏电阻、高温区（温区（300）热敏电阻、低温区（）热敏电阻、低温区（-193）热敏电阻。）热敏电阻。热敏电阻温控元件具有结构简单，体积小，寿命长，温度控制精确，易热敏电阻温控元件具有结构简单
35、，体积小，寿命长，温度控制精确，易于实现远距离的测量与控制。于实现远距离的测量与控制。244热电偶热电偶 热电偶测量温度的基本原理是热电效应，将两种不同成份的金属导体首尾相连接成闭热电偶测量温度的基本原理是热电效应，将两种不同成份的金属导体首尾相连接成闭合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是将两种不同的金属材料两端焊接而成，其中的一端接点置于高温侧效应。热电偶就是将两种不同的金属材料两端焊接而成，其中的一端接点置于高温侧,叫叫做测量端，另一端接点叫做参考端，参考
36、端在使用时通常恒定在一定的温度，当对测量端做测量端，另一端接点叫做参考端，参考端在使用时通常恒定在一定的温度，当对测量端加热时，在回路中有随温度变化的电流信号产生，将此电动势信号加以放大后控制执行机加热时，在回路中有随温度变化的电流信号产生，将此电动势信号加以放大后控制执行机构，达到测量、调节和控制温度的目的。构，达到测量、调节和控制温度的目的。图图2-9所示为热电偶的测温原理图。图中所示为热电偶的测温原理图。图中a（实线）、（实线）、b（虚线）为两种热偶丝，（虚线）为两种热偶丝，B、C为两种热偶丝的接点，为两种热偶丝的接点，t1、t0为接点温度，为接点温度，U为为A点输出电位，点输出电位，t
37、a为输出端温度。使用中为输出端温度。使用中A端应接入温度显示仪表电路或检测控制电路，形成信号电流回路。端应接入温度显示仪表电路或检测控制电路，形成信号电流回路。图图2-9热电偶测温原理热电偶测温原理 25 热电偶温控元件具有结构简单、使用温度范围广、响应快，热电偶温控元件具有结构简单、使用温度范围广、响应快，精确可靠等优点，但系统较复杂、价格高，一般常用于较大型的精确可靠等优点，但系统较复杂、价格高，一般常用于较大型的电热器具中。如大型热水器，大型电烤炉等产品中。电热器具中。如大型热水器，大型电烤炉等产品中。2.4.2 时间控制元件时间控制元件 时间控制元器件俗称定时器，是一种控制电热器具通电
38、时间长短的时间控制元器件俗称定时器，是一种控制电热器具通电时间长短的自动开关装置，有机械式和电子电路式两种。自动开关装置，有机械式和电子电路式两种。机械式定时器是利用机械钟表的机构原理，以弹性发条作为动力，驱机械式定时器是利用机械钟表的机构原理，以弹性发条作为动力，驱动凸轮转动，到达某一预定时刻使触点动作来控制电源的接通或断开动凸轮转动，到达某一预定时刻使触点动作来控制电源的接通或断开时间。由于机械式定时器的定时精度不高，一般用于不要求精确定时时间。由于机械式定时器的定时精度不高，一般用于不要求精确定时的电器中。的电器中。电子式定时器可通过电子式定时器可通过RC冲放电时间常数来控制时间，当电阻
39、冲放电时间常数来控制时间，当电阻R阻值改阻值改变时，使时间常数变时，使时间常数RC变化来达到控制时间的目的。新型的家电设备采变化来达到控制时间的目的。新型的家电设备采用单片机系统，可以实现精确定时及编程控制。用单片机系统，可以实现精确定时及编程控制。26螺栓式螺栓式塑封式塑封式平板式平板式273晶闸管调节功率控制晶闸管调节功率控制 晶闸管调节功率控制是通过改变晶闸管的导通角，控制晶闸管调节功率控制是通过改变晶闸管的导通角，控制电路使电热元件得到不同的工作电压，从而使电热元件产电路使电热元件得到不同的工作电压，从而使电热元件产生不同的功率。晶闸管控制电路若与热敏电阻等检测元件生不同的功率。晶闸管
40、控制电路若与热敏电阻等检测元件相结合，则能实现对电热器具的自动控制。相结合，则能实现对电热器具的自动控制。28思考题思考题 1.家用电热电器按用途分为哪几种？简单描述它们的特点。家用电热电器按用途分为哪几种？简单描述它们的特点。2.家用电热电器的基本结构可分为哪几个部分？家用电热电器的基本结构可分为哪几个部分？3.电热电器中有哪几类控制元件？描述它们的作用。电热电器中有哪几类控制元件？描述它们的作用。4.目前常见的电热转换方式有哪几种？都有哪些特点？目前常见的电热转换方式有哪几种？都有哪些特点？5.常见的电热元件有哪几种？常见的电热元件有哪几种？6.热电偶测量温度的原理是怎样的？热电偶测量温度
41、的原理是怎样的？7.如何判断电阻式电热元件的好坏？如何判断电阻式电热元件的好坏？8.电阻式电热元件一般包括哪几个部分组成？电阻式电热元件一般包括哪几个部分组成？9.在家用电热电器中，常用的温度控制元件有哪些？在家用电热电器中，常用的温度控制元件有哪些？10.热水器的温度控制元件是什么？取暖器的功率控制元件热水器的温度控制元件是什么？取暖器的功率控制元件是什么？是什么？29 第第3章章 电热取暖器电热取暖器【本章要点】【本章要点】1.了解电热取暖器特点及分类。了解电热取暖器特点及分类。2.了解石英管式取暖器的结构及工作原理，掌握石英管式取暖器常见故障的了解石英管式取暖器的结构及工作原理，掌握石英
42、管式取暖器常见故障的检修。检修。3.了解电热褥的结构及工作原理，掌握电热褥常见故障的检修。了解电热褥的结构及工作原理，掌握电热褥常见故障的检修。4.了解电热油汀的结构及工作原理，掌握电热油汀常见故障的检修。了解电热油汀的结构及工作原理，掌握电热油汀常见故障的检修。电热取暖器是指把电能转换为热能供取暖御寒的家用电器。与传统燃料电热取暖器是指把电能转换为热能供取暖御寒的家用电器。与传统燃料取暖器相比，具有使用方便、安全卫生、无污染、热效率高、易于控制等优取暖器相比，具有使用方便、安全卫生、无污染、热效率高、易于控制等优点，在现代家庭生活中被广泛应用。点，在现代家庭生活中被广泛应用。按照传递热量的方
43、式不同，电热取暖器分为直接取暖器（如电热褥、按照传递热量的方式不同，电热取暖器分为直接取暖器（如电热褥、电暖鞋、暖水器等）和间接取暖器（如石英管式取暖器、电热油汀、暖风机电暖鞋、暖水器等）和间接取暖器（如石英管式取暖器、电热油汀、暖风机等）两大类等）两大类。30 石英管式取暖器是采用石英管为发热元件的家用红外线电暖器具，石英管式取暖器是采用石英管为发热元件的家用红外线电暖器具，这种取暖器具有加热升温快、安全性好、热量集中、效率高、热惯性这种取暖器具有加热升温快、安全性好、热量集中、效率高、热惯性小等优点。小等优点。3.1.1 石英管式取暖器的类型及规格石英管式取暖器的类型及规格 按石英管的安装
44、形式可分为卧式和立式两大类，外形如图按石英管的安装形式可分为卧式和立式两大类，外形如图3-1和图和图3-2所示。按所用石英管的数量可分为单管、双管与多管等。所示。按所用石英管的数量可分为单管、双管与多管等。图图3-1卧式石英管式取暖器卧式石英管式取暖器 图图3-2立式石英管式取暖器立式石英管式取暖器 3.1 石英管式取暖器石英管式取暖器31 3.1.2 石英管式取暖器的结构石英管式取暖器的结构 石英管式取暖器主要由外壳、石英电热管、反射罩、控制电路等石英管式取暖器主要由外壳、石英电热管、反射罩、控制电路等组成。组成。1石英电热管石英电热管 石英电热管是这种取暖器的核心，它由石英管、电热丝及支架
45、组成。石英电热管是这种取暖器的核心，它由石英管、电热丝及支架组成。通电后，电热丝发出可见光和红外线，经石英管壁吸收后，引起石通电后，电热丝发出可见光和红外线，经石英管壁吸收后，引起石英玻璃中晶体振动，从而向外辐射远红外线。英玻璃中晶体振动，从而向外辐射远红外线。2反射罩反射罩由于远红外线与可以见光一样，可出现反射、折射、吸收等特性。由于远红外线与可以见光一样，可出现反射、折射、吸收等特性。为了提高热效率，在石英管式取暖器上装有反射罩。反射罩一般用为了提高热效率，在石英管式取暖器上装有反射罩。反射罩一般用不锈钢抛光制成，其断面设计成抛物线状。加装反射罩后，辐射效不锈钢抛光制成，其断面设计成抛物线
46、状。加装反射罩后，辐射效率可提高率可提高30%左右。左右。3防护网罩及外壳防护网罩及外壳防护网罩设置在石英管外壳的正面，主要起防护作用。外壳一般采防护网罩设置在石英管外壳的正面，主要起防护作用。外壳一般采用塑料注塑成型或薄铁皮冲压成型，有装饰、防护及支承作用。用塑料注塑成型或薄铁皮冲压成型，有装饰、防护及支承作用。32 3.1.3 石英管式取暖器的典型电路石英管式取暖器的典型电路 图图3-3所示为卧式石英管取暖器的典型电路。所示为卧式石英管取暖器的典型电路。SA1和和SA2分别控制两分别控制两根石英管在电路中的通和断，每根功率为根石英管在电路中的通和断，每根功率为450W。图。图3-4所示为立
47、式石英管所示为立式石英管取暖器的典型电路。取暖器的典型电路。图图3-3卧式石英管取暖器电路原理图卧式石英管取暖器电路原理图 33 EH1和和EH2是两根石英管，每根功率为是两根石英管，每根功率为450W；M1为旋转电动机；为旋转电动机；M2是送风电机；是送风电机；SW是倾倒安全保护开是倾倒安全保护开关。关。S1和和S2为功率控制开关，为功率控制开关，S3为摇摆旋转开关。为摇摆旋转开关。S1（S2）闭合时，接通）闭合时，接通EH1（EH2）及送风电机）及送风电机M2，功率，功率为为450W。S1和和S2同时接通时，同时接通时，EH1、EH2、M1被接通，被接通，功率为功率为900W。接通。接通S
48、3可以实现摇摆送风功能。在使用可以实现摇摆送风功能。在使用时如不慎倾倒，则时如不慎倾倒，则SW断开，切断主电路，起安全保护作断开，切断主电路，起安全保护作用。用。图图3-3立式石英管取暖器电路原理图立式石英管取暖器电路原理图 34 正确及合理使用电热器具可以提高生活质量，延长电器使用寿命。否正确及合理使用电热器具可以提高生活质量，延长电器使用寿命。否则可能损坏电器甚至引起触电或火灾事故。在使用中一般要注意一下几则可能损坏电器甚至引起触电或火灾事故。在使用中一般要注意一下几点：点：（1）使用过程中严禁覆盖取暖器。）使用过程中严禁覆盖取暖器。（2）使用过程中应避免液体溅落到取暖器中，特别是石英管上
49、。高温）使用过程中应避免液体溅落到取暖器中，特别是石英管上。高温的石英管遇液体会炸裂。的石英管遇液体会炸裂。（3）使用及收藏中避免）使用及收藏中避免 灰尘及异物进入取暖器，过多的灰尘会影响灰尘及异物进入取暖器，过多的灰尘会影响石英管发热效率及降低反射罩反射效果，进而影响取暖器的使用效果。石英管发热效率及降低反射罩反射效果，进而影响取暖器的使用效果。（4）使用及收藏时，应将取暖器水平放置，避免电热丝在重力作用下）使用及收藏时，应将取暖器水平放置，避免电热丝在重力作用下变形。变形。（5）使用的电源插线板或插座应符合容量要求，避免发热烧毁线路。）使用的电源插线板或插座应符合容量要求，避免发热烧毁线路
50、。（6）室内无人时严禁使用，避免火灾意外。老、弱、幼一般不能单独）室内无人时严禁使用，避免火灾意外。老、弱、幼一般不能单独使用，防止意外。使用，防止意外。（7）避免在潮湿环境收藏及使用取暖器，可能引起损坏或漏电。）避免在潮湿环境收藏及使用取暖器，可能引起损坏或漏电。3.1.4 石英管式取暖器的使用注意事项石英管式取暖器的使用注意事项353.1.5 石英管式取暖器的常见故障与检修石英管式取暖器的常见故障与检修石英管式取暖器常见故障与检修方法见表石英管式取暖器常见故障与检修方法见表3-1。3637 3.2 电热褥电热褥 电热褥又称为电热毯，是一种床上微温取暖用品，属于直接取暖器电热褥又称为电热毯，
