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项目五电磁炉的维修
项目目标
1.了解电磁炉的结构。
2.理解电磁炉的加热及温控原理。
3.能识别电磁炉的主要器件并判断其好坏。
4.能正确拆装电磁炉。
5.能排除电磁炉的常见故障。
项目描述
电磁炉是一种利用电磁感应原理进行电热转换的炊具。与电炉、煤气灶等相比,电磁炉具有安全可靠、无明火、热效率高、清洁卫生、温度控制准确、使用方便等优点,越来越多地走进现代家庭的厨房。常见外形如图5-1所示。
图5-1常见电磁炉外形
图5-1常见电磁炉外形
本项目主要通过对电磁炉结构及原理的介绍,并在教师带领下拆装电磁炉,使学生熟悉电磁炉的结构及主要器件,掌握它的拆卸、安装方法,了解其工作原理及典型电路。能运用常用的工具,掌握电磁炉的加热线圈、整流器、大功率输出器、滤波电容器等主要部件的检测方法,判断主要器件的好坏。能从故障现象出发,分析故障原因,掌握排除电磁炉常见故障的方法。
项目实施
任务一认识电磁炉
一、电磁炉的分类
电磁炉按照励磁线圈中工作电流的频率,分为工频电磁炉(50HZ)和高频电磁炉(15KHZ以上)。工频电磁炉无需进行电流频率的变换电路,电路简单,但需要特殊的复合材料制成的烹饪锅具才能进行工作,而且体积大、效率低、振动性大、噪声大,因此主要应用于工业电炉中。民用电磁炉一般应用高频电磁炉。高频电磁炉的电路复杂,但是体积小巧、效率高、振动噪声小。本项目主要以高频电磁炉为例进行讲解。
二、电磁炉的结构
电磁炉主要由感应加热线圈(又称励磁线圈)、铁磁材料为锅底的炊具及控制系统等组成。当感应加热线圈通过交流电时,在线圈周围会产生交变磁场。这个交变磁场的磁感应线经过锅底形成回路,从而在锅底产生感应电流——涡流。因锅底本身具有一定的电阻,涡流流过时,便会产生焦耳热,最终实现电—热之间的转换。用产生的热能对锅中的食物加热。电磁炉的结构简图如图5-2所示。
图5-2电磁炉的结构简图
图5-2电磁炉的结构简图
高频电磁炉一般为厚度小于80mm的薄形台式结构。图5-3是其内部结构图。主要由面板,感应加热线圈,主电路板,控制电路板,操作、显示电路板,排气扇等组成。
图5-3高频电磁炉内部结构灶面板灶面操作、显示电路板
图5-3高频电磁炉内部结构
灶面板
灶面
操作、显示电路板
主电路板
感应加热线圈
排气扇
底板
控制电路板
灶面板
灶面板的作用是支撑烹饪锅。它一般用4mm厚的结晶陶瓷玻璃(又称微晶玻璃)制成。这种材料具有良好的绝缘性能、机械硬度、耐热性、抗热冲击性、抗机械冲击性能,且耐水、耐腐蚀,在高温环境中使用沾水不爆裂,导热性能好。
感应加热线圈
感应加热线圈如图5-4所示。外形为平板状、碟形,直径为150mm左右,被固定在塑料架上,由多股漆包线绕制而成。要求有较小的电阻和较大的自感系数。为会聚磁场,防止电磁能从加热线圈下方泄漏,在加热线圈的底部固定六根按磁感应线方向排列的铁氧体扁磁棒。电磁灶工作时,加热线圈是完成LC振荡的重要器件之一,也是将电场能转换为磁场能的关键器件。在加热线圈的中心有一个温度传感器用于检测工作时的灶面温度。它是一个负温度系数的热敏电阻,常温下的电阻为100kΩ左右。
热敏电阻扁磁棒(a)正面(b)背面图5-4
热敏电阻
扁磁棒
(a)正面
(b)背面
图5-4感应加热线圈
主电路板
主要包含桥式整流器、滤波电容、扼流圈、大功率输出管(IGBT管)等器件。如图5-5所示。由于桥式整流器和IGBT管的工作电流较大,所以将其安装在散热器上。
IGBT管散热器桥式整流器散热器扼流圈滤波电容图5-5主电路板
IGBT管散热器
桥式整流器散热器
扼流圈
滤波电容
图5-5主电路板
大功率桥式整流器
大功率桥式整流器的内部含有四个整流二极管。滤波电容的容量一般为5uF左右,耐压在400V以上。如图5-6所示。
(a)外形(b)电路符号图5-6大功率桥式整流器
(a)外形
(b)电路符号
图5-6大功率桥式整流器
大功率输出管(IGBT管)
大功率输出管内部由场效应管和大功率双极型晶体管构成,称为绝缘栅双极型晶体管,简称IGBT管。它的外形及电路符号如图5-7所示。IGBT管结合场效应管的优点与双极型大功率晶体管的大电流、低导通电阻特性,是一种高速高压半导体功率器件,被广泛应用在电磁灶上。IGBT管有三个极,分别称为控制极(又称栅极或门极)G、集电极C及发射极E。
(a)外形无阻尼二极管有阻尼二极管(b)电路符号图5-7IGBT管
(a)外形
无阻尼二极管
有阻尼二极管
(b)
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