家用电器基础知识及维修技术公开课

1、第一章第一章 基础知识基础知识基础知识基础知识第一节第一节 电热器具的类型与基本结构电热器具的类型与基本结构1第二节第二节 电阻式电热元件电阻式电热元件第三节第三节 红外线电热元件红外线电热元件第四节第四节 PTC电热元件电热元件234 第五节第五节 温控器件温控器件第六节第六节 温度保险器件温度保险器件第七节第七节 电热器具维修基本知识电热器具维修基本知识567 第一节第一节 电热器具的类型与基本结构电热器具的类型与基本结构 一、电热器具的类型一、电热器具的类型 按照电热转换方式区分：电热器具有电阻式、按照电热转换方式区分：电热器具有电阻式、红外式、感应式及微波式。红外式、感应式及微波式。（

2、一）电阻式电热器具（一）电阻式电热器具 由焦耳由焦耳楞次定律可知，电流通过具有一定楞次定律可知，电流通过具有一定电阻的导体时，导体就会发热。电阻的导体时，导体就会发热。 利用电阻发热原理制成的电热器具称为电阻利用电阻发热原理制成的电热器具称为电阻式电热器具：例如电饭锅、电热毯、电炉、空间式电热器具：例如电饭锅、电热毯、电炉、空间加热器、电磁灶、电烤箱等。加热器、电磁灶、电烤箱等。（二）红外式电热器具（二）红外式电热器具 红外式电热器具是通过加热激励某些红外式电热器具是通过加热激励某些 红外红外线辐射物质，利用这些物质辐射出的红外线线辐射物质，利用这些物质辐射出的红外线来加热物体。特点是热效率高

3、，常见的有红来加热物体。特点是热效率高，常见的有红外式取暖炉，电烤箱等。外式取暖炉，电烤箱等。（三）感应式电热器具（三）感应式电热器具 若将导体置于交变磁场中，其内部将产生若将导体置于交变磁场中，其内部将产生感应电流（涡流），涡流在导体内部克服内感应电流（涡流），涡流在导体内部克服内阻流动而产生热量。利用涡流产生热量的电阻流动而产生热量。利用涡流产生热量的电热器具称为感应式电热器具。其特点是比较热器具称为感应式电热器具。其特点是比较安全，热效率高，其典型产品为电磁灶。安全，热效率高，其典型产品为电磁灶。 （四）微波式电热器具（四）微波式电热器具 微波式电热器具的工作原理是当微波微波式电热器具的

4、工作原理是当微波（波长在（波长在1mm-1m的电磁波）照射某些介质的电磁波）照射某些介质 时，时，其内部分子会加速运动而发热。微波炉是目前微其内部分子会加速运动而发热。微波炉是目前微波式电热器具中应用最为广泛和完善的产品，波式电热器具中应用最为广泛和完善的产品， 优优点是热力散布均匀，热效率高。目前微波式电热点是热力散布均匀，热效率高。目前微波式电热器具最常见的微波频率有器具最常见的微波频率有915MHZ和和2450MHZ两两种。种。二、电热器具的基本结构二、电热器具的基本结构 电热器具的基本结构包括发热部件、温控部件电热器具的基本结构包括发热部件、温控部件及安全装置三部分。及安全装置三部分。

5、（一）发热部件（一）发热部件 发热部件的主要功能是将电能转换为热能。发热部件的主要功能是将电能转换为热能。它由各类电热元件构成。常见的电热元件有电热丝、它由各类电热元件构成。常见的电热元件有电热丝、电阻发热体、红外线灯、管状红外线辐射元件、半电阻发热体、红外线灯、管状红外线辐射元件、半导体加热器（导体加热器（PTC电热元件）等。电热元件）等。（二）温控部件（二）温控部件 温控部件的主要功能是控制发热部件的温控部件的主要功能是控制发热部件的发热程度、使得电热器具所发出的热量符合要求。发热程度、使得电热器具所发出的热量符合要求。具体地讲，温控部件能够使电热器具具有调节温具体地讲，温控部件能够使电热

6、器具具有调节温度的能力。常用的温控部件有双金属式恒温控制度的能力。常用的温控部件有双金属式恒温控制器和磁控式温度调节器。近年来随着科学技术的器和磁控式温度调节器。近年来随着科学技术的发展。发展。PTC温控部件，电子温控部件及电脑温控温控部件，电子温控部件及电脑温控部件逐渐被广泛使用部件逐渐被广泛使用 （三）安全装置（温度保险器）（三）安全装置（温度保险器） 安全装置的功能是当电热器具发热温度安全装置的功能是当电热器具发热温度 超过正常范围时，自动切断电源，防止器具过超过正常范围时，自动切断电源，防止器具过 热，确保安全，常用的安全装置有温度熔丝等。热，确保安全，常用的安全装置有温度熔丝等。 第

7、二节第二节 电阻式电热元件电阻式电热元件一、电阻式电热元件的常用材料及其主要参数一、电阻式电热元件的常用材料及其主要参数（一）电热材料（一）电热材料 电阻式电热器具是靠它的电热元件在通电电阻式电热器具是靠它的电热元件在通电时发热而进行工作的，因此，电热材料是电热时发热而进行工作的，因此，电热材料是电热器具的核心部件，它的性能直接决定电热器具器具的核心部件，它的性能直接决定电热器具的性能与质量。的性能与质量。1、电热材料分类、电热材料分类 常用的电阻式电热材料有贵金属及其合金，常用的电阻式电热材料有贵金属及其合金，重金属及其合金，镍基合金，重金属及其合金，镍基合金， 铁基合金等。见铁基合金等。见

8、表表111。其中铁基合金及镍基合金在电阻式。其中铁基合金及镍基合金在电阻式电热元件中应用最广泛。电热元件中应用最广泛。表表111 2、电热材料主要参数、电热材料主要参数 （1）物理与机械性能参数）物理与机械性能参数 该参数主要包括电热材料的导热系数、电阻该参数主要包括电热材料的导热系数、电阻率、熔点、线膨胀系数、伸长率等。率、熔点、线膨胀系数、伸长率等。 表表112列出了几种常用电热材料主要的物列出了几种常用电热材料主要的物理与机械性能参数。理与机械性能参数。 表表112 （2）最高使用温度）最高使用温度 该参数指电热元件本身所允许的最高表面温该参数指电热元件本身所允许的最高表面温度。使用时，

9、电热器具的最高工作温度，至少应低度。使用时，电热器具的最高工作温度，至少应低于元件最高使用温度于元件最高使用温度100C左右。表左右。表113列出列出了常用电热材料的最高使用温度与工作温度。了常用电热材料的最高使用温度与工作温度。表表113 实际使用中，由于电热材料的形状、结构、实际使用中，由于电热材料的形状、结构、截面积以及环境等不同，使得其使用寿命的差异很截面积以及环境等不同，使得其使用寿命的差异很显著，因此使用温度的准确值，还应包括这些因素显著，因此使用温度的准确值，还应包括这些因素的影响。的影响。（3）电阻温度系数）电阻温度系数 该参数表示电热材料在外界温度变化时，其该参数表示电热材料

10、在外界温度变化时，其电阻值随之变化的情况。电阻值随之变化的情况。 电阻温度系数有：正温度系数，负温度系数电阻温度系数有：正温度系数，负温度系数 正温度系数：电热材料的电阻随温度升高而升高，正温度系数：电热材料的电阻随温度升高而升高，则该电热材料具有正温度系数，用则该电热材料具有正温度系数，用PTC表示。表示。 负温度系数：电热材料的电阻随温度升高而降负温度系数：电热材料的电阻随温度升高而降低，则该电热材料具有负温度系数，用低，则该电热材料具有负温度系数，用NTC表示。表示。 由于负温度系数的电热材料在通电后随着温由于负温度系数的电热材料在通电后随着温度升高电阻变小，电流增大，升温更快，电阻又随

11、度升高电阻变小，电流增大，升温更快，电阻又随之变得更小。如此循环，若无温控保险装置，则会之变得更小。如此循环，若无温控保险装置，则会导致器具烧毁。所以，目前电阻式电热器具采用具导致器具烧毁。所以，目前电阻式电热器具采用具有正温度系数的电热材料。有正温度系数的电热材料。表表114常用电热材料电阻温度系数常用电热材料电阻温度系数 3、常用电热材料的特点、常用电热材料的特点表表115常用电热材料的特点常用电热材料的特点1、绝缘材料、绝缘材料 绝缘材料是不导电的物质，例如空气和某些液体，绝缘材料是不导电的物质，例如空气和某些液体，以及除金属与碳以外的多数固体在常态下都是绝缘体。以及除金属与碳以外的多数

12、固体在常态下都是绝缘体。严格地讲，绝缘体并非绝对不导电，而只是电阻极高严格地讲，绝缘体并非绝对不导电，而只是电阻极高而已。而已。 绝缘材料的作用：隔离带电物体，支撑和固定电绝缘材料的作用：隔离带电物体，支撑和固定电热元件。热元件。 绝缘材料的种类：无机绝缘材料（如云母、玻璃、绝缘材料的种类：无机绝缘材料（如云母、玻璃、瓷等），有机绝缘材料（如电木、绝缘纸等）以及上瓷等），有机绝缘材料（如电木、绝缘纸等）以及上述两种材料合成制出的混合绝缘材料。述两种材料合成制出的混合绝缘材料。 电热器具中对绝缘材料的性能要求：机械性能、电热器具中对绝缘材料的性能要求：机械性能、导热性能、吸湿度、耐热性能。导热性

13、能、吸湿度、耐热性能。（二）绝缘材料与绝热材料（二）绝缘材料与绝热材料表表116常用绝缘材料的绝缘性能常用绝缘材料的绝缘性能 表表117常用绝缘材料的工作温度常用绝缘材料的工作温度 2、绝热材料、绝热材料 绝热材料的作用：保温、隔热、提高电热元件的绝热材料的作用：保温、隔热、提高电热元件的热效率、防火、减少电热元件对人体的危害。它主要热效率、防火、减少电热元件对人体的危害。它主要 由导热性能低的材料构成。由导热性能低的材料构成。 对绝热材料的要求：比热容与密度小、耐热、耐火、对绝热材料的要求：比热容与密度小、耐热、耐火、导电率低，不易被腐蚀。导电率低，不易被腐蚀。 绝热材料的分类：表绝热材料的

14、分类：表118 表表118常用绝热材料的分类常用绝热材料的分类二、电阻式电热元件的类型二、电阻式电热元件的类型 按其装配方式来划分有：开启式、罩盖式、密按其装配方式来划分有：开启式、罩盖式、密封式。封式。（一）开启式电热元件（一）开启式电热元件 开启式电热元件是裸露的，它利用对流和辐射开启式电热元件是裸露的，它利用对流和辐射方式将热能传给被加热物体。这类电热元件多是嵌方式将热能传给被加热物体。这类电热元件多是嵌装在绝缘材料制成的凹槽里或缠绕在绝缘构架上。装在绝缘材料制成的凹槽里或缠绕在绝缘构架上。见图见图111电炉与电吹风机中的电热元件都属于开电炉与电吹风机中的电热元件都属于开启式。启式。图图

15、111 开启式电热元件的优点：结构简单、成本低、安开启式电热元件的优点：结构简单、成本低、安装与检修方便。装与检修方便。 缺点：裸露在空气中、易氧化、使用寿命短、不缺点：裸露在空气中、易氧化、使用寿命短、不太安全。太安全。（二）罩盖式电热元件（二）罩盖式电热元件 这类电热元件是置于某种保护罩下的，它可直这类电热元件是置于某种保护罩下的，它可直接与被加热物体接触，主要靠传导方式传送热能。接与被加热物体接触，主要靠传导方式传送热能。 图图112为电熨斗与电烤炉结构，均采用罩为电熨斗与电烤炉结构，均采用罩盖式电热元件。其中电熨斗中带状的电热丝缠在云母盖式电热元件。其中电熨斗中带状的电热丝缠在云母板上

16、，再用两片云母罩住上下两面；而电烤炉利用铁板上，再用两片云母罩住上下两面；而电烤炉利用铁罩将电热器罩住。上述罩物不影响空气流通罩将电热器罩住。上述罩物不影响空气流通 .图图112 罩盖式电热元件的优点是：电热元件寿命较长，罩盖式电热元件的优点是：电热元件寿命较长，缺点是：热效率较低。缺点是：热效率较低。(三）密封式电热元件三）密封式电热元件 密封式电热元件是用绝缘导热材料将电热元件密封式电热元件是用绝缘导热材料将电热元件密封起来。密封起来。内部结构：图内部结构：图113 将电热丝装入金属管。为防止管壁和电将电热丝装入金属管。为防止管壁和电热丝相碰、在空隙处均匀填入氧化镁等耐热性热丝相碰、在空隙

17、处均匀填入氧化镁等耐热性绝缘粉末，然后两端接出引出端并且密封。由绝缘粉末，然后两端接出引出端并且密封。由于密封，电热器件不直接接触空气，所以电热于密封，电热器件不直接接触空气，所以电热丝不易氧化、寿命长、安全、不会污损，密封丝不易氧化、寿命长、安全、不会污损，密封式电热元件可以通过辐射，对流或传导传递热式电热元件可以通过辐射，对流或传导传递热能、效率较高。缺点：检修难，造价高。能、效率较高。缺点：检修难，造价高。 应用最广泛的是管状电热器：见图应用最广泛的是管状电热器：见图114外形结构分：外形结构分：U形、环行、螺旋形形、环行、螺旋形其他形状：扁带形、板形等其他形状：扁带形、板形等图图115

18、为板状发热元件，它是在耐热绝缘为板状发热元件，它是在耐热绝缘板上涂一层导电涂料的发热元件而构成。板上涂一层导电涂料的发热元件而构成。 第三节第三节 红外线电热元件红外线电热元件 红外线是一种介于可见光与微波红外线是一种介于可见光与微波 之间的电磁波。之间的电磁波。为人眼看不见的射线。物体吸收了红外线就能够发为人眼看不见的射线。物体吸收了红外线就能够发热。红外线波长在热。红外线波长在0.751000um,其中其中201000um为远红外线。为远红外线。 实验证明，物体最容易吸收红外线，因此，利实验证明，物体最容易吸收红外线，因此，利用远红外线加热或干燥物品是日益被广泛采用的新用远红外线加热或干燥

19、物品是日益被广泛采用的新技术。技术。 红外线电热元件是利用辐射方式给物体加热的，红外线电热元件是利用辐射方式给物体加热的，用于取暖器具和烘箱。优点：升温迅速、穿透力强、用于取暖器具和烘箱。优点：升温迅速、穿透力强、加热均匀、节能。加热均匀、节能。 电热器具中采用红外线电热元件的类型：电热器具中采用红外线电热元件的类型：一、管状红外线辐射元件一、管状红外线辐射元件（一）金属管远红外线辐射元件（一）金属管远红外线辐射元件 结构：它由普通金属管电热元件加涂远红外线辐射结构：它由普通金属管电热元件加涂远红外线辐射层制成。层制成。 优点：可做成不同形状和各种长度，热效率高、升优点：可做成不同形状和各种长

20、度，热效率高、升温快、安装方便。温快、安装方便。 缺点：难以胜任大功率高温加热。缺点：难以胜任大功率高温加热。（二）石英管红外线辐射元件（二）石英管红外线辐射元件 结构：与普通管状电热元件基本相同，只是外套由结构：与普通管状电热元件基本相同，只是外套由乳白色石英材质的管子构成。乳白色石英材质的管子构成。 由于乳白石英可以吸收电热丝发射的可见由于乳白石英可以吸收电热丝发射的可见光及近红外光（光及近红外光（0.752.5um），引起石英玻璃），引起石英玻璃中晶格振动，产生远红外辐射，它能使热效率很中晶格振动，产生远红外辐射，它能使热效率很低的可见光与近红外光转换为热效率很高的远红低的可见光与近红外

21、光转换为热效率很高的远红外辐射。外辐射。 特点是辐射能力较大，常用于空间加热器特点是辐射能力较大，常用于空间加热器（电暖炉）及家用干燥器。外形图：（电暖炉）及家用干燥器。外形图：116二、板状红外线辐射元件见图二、板状红外线辐射元件见图117 结构；它是在罩盖式电热元件的金属罩盖上涂结构；它是在罩盖式电热元件的金属罩盖上涂上红外线辐射物质而构成。上红外线辐射物质而构成。 原理：当电热丝通电被加热后，通过对流和辐原理：当电热丝通电被加热后，通过对流和辐射使罩盖加热而射出红外线。射使罩盖加热而射出红外线。 用途：由于板状红外辐射元件加热面积较大，用途：由于板状红外辐射元件加热面积较大，常用于电热炊

22、具。常用于电热炊具。 缺点：热效率不高，加热速度慢，是发热体与缺点：热效率不高，加热速度慢，是发热体与辐射物之间有空气层的缘故。辐射物之间有空气层的缘故。三、烧结式红外线辐射元件三、烧结式红外线辐射元件 图图118 结构：一是将电热丝放在含有红外线辐射物质结构：一是将电热丝放在含有红外线辐射物质的陶瓷器里再以高温烧结，即制成烧结式红外线辐射的陶瓷器里再以高温烧结，即制成烧结式红外线辐射元件。另一种是先将电热丝放在陶瓷器里高温烧结成元件。另一种是先将电热丝放在陶瓷器里高温烧结成型，再涂覆红外辐射物质来制作烧结式红外线辐射元型，再涂覆红外辐射物质来制作烧结式红外线辐射元件。件。 原理：经通电加热的

23、电热丝通过陶瓷层将热传给原理：经通电加热的电热丝通过陶瓷层将热传给红外线辐射涂层，使之辐射红外线。红外线辐射涂层，使之辐射红外线。 特点及用途：该元件热效率高、较脆、经不起碰特点及用途：该元件热效率高、较脆、经不起碰撞、成形工艺复杂、多用于烤炉及取暖器具。撞、成形工艺复杂、多用于烤炉及取暖器具。四、粘结式红外线辐射元件四、粘结式红外线辐射元件 结构及原理：将耐热粘结剂涂在电热元件表面，结构及原理：将耐热粘结剂涂在电热元件表面，然后再将红外线辐射陶瓷粘附在电热元件上，通电然后再将红外线辐射陶瓷粘附在电热元件上，通电后电热元件被加热，红外线辐射陶瓷即可与电热元后电热元件被加热，红外线辐射陶瓷即可与

24、电热元件粘结在一起，而制成粘结式红外线辐射元件。件粘结在一起，而制成粘结式红外线辐射元件。 工艺优点：成形后电热元件具有一定弯曲强度，工艺优点：成形后电热元件具有一定弯曲强度，能胜任较大功率的高温加热。能胜任较大功率的高温加热。 特点：它是集中上述三元件（管状、板状、烧特点：它是集中上述三元件（管状、板状、烧结式）优点而克服它们的缺点的新型红外线辐射元结式）优点而克服它们的缺点的新型红外线辐射元件。件。第四节第四节 PTC电热元件电热元件一、一、PTC材料及其特性材料及其特性（一）（一）PTC材料材料 是具有正温度系数的半导体陶瓷元件，其主要是具有正温度系数的半导体陶瓷元件，其主要代表材料有钛

25、酸钡（代表材料有钛酸钡（BaTio3）系列。它是有机化合）系列。它是有机化合物，可经模压、高温烧结而制作成各种形状与规格的物，可经模压、高温烧结而制作成各种形状与规格的发热元件。应用时，在其两面加上交流或直流电源，发热元件。应用时，在其两面加上交流或直流电源，就可获得额定的发热温度。就可获得额定的发热温度。（二）（二）PTC元件的特性元件的特性 PTC元件的特性分析：以钛酸钡半导体陶瓷为元件的特性分析：以钛酸钡半导体陶瓷为例，其温度与电阻率关系曲线图见例，其温度与电阻率关系曲线图见119。图图119 当温度在当温度在100C以下时，以下时，它呈现普通半导体特性，当它呈现普通半导体特性，当导体温

26、度升高时，电阻下降，导体温度升高时，电阻下降，为负温度系数。而当温度升为负温度系数。而当温度升高到高到100C以上的一段范围以上的一段范围内，其电阻随着温度升高而内，其电阻随着温度升高而急剧上升几个数量级（急剧上升几个数量级（1000倍倍 100000倍）。呈现强倍）。呈现强烈的正温度系数特性。正温烈的正温度系数特性。正温度特性的起始温度称为居里度特性的起始温度称为居里温度，用温度，用T表示，而称上表示，而称上述阻抗异常变化的现象为述阻抗异常变化的现象为PTC特性。特性。 结论：结论：PTC是一种具有正温度系数热敏电是一种具有正温度系数热敏电阻性能的特殊半导体。在利用阻性能的特殊半导体。在利用

27、PTC做电热元件的同做电热元件的同时，还能利用它进行温度的自动调节。当温度低于时，还能利用它进行温度的自动调节。当温度低于居里温度时，居里温度时，PTC元件可以起到普通电阻性电热元元件可以起到普通电阻性电热元件的作用：而当件的作用：而当PTC元件温度处于高于居里温度的元件温度处于高于居里温度的一个特定范围内时，由于一个特定范围内时，由于PTC元件电阻急骤增至元件电阻急骤增至10000倍以上，从而限制了电流，使温度恒定在一倍以上，从而限制了电流，使温度恒定在一个范围内。个范围内。 PTC元件的特点：具有加热与自身控温双重元件的特点：具有加热与自身控温双重功能。使它成为一种新型电热元件。在功能。使

28、它成为一种新型电热元件。在PTC元件的元件的生产过程中，可通过制作工艺和添加材料上的差别生产过程中，可通过制作工艺和添加材料上的差别来改变其居里温度。如：添加锶（来改变其居里温度。如：添加锶（Sr）、锡）、锡（Sn），则居里温度超低温移动：添加铅（），则居里温度超低温移动：添加铅（Pb），），则居里温度向高温移动。目前，则居里温度向高温移动。目前，PTC居里温度一般居里温度一般控制和选定在控制和选定在-20300内。内。二、二、PTC电热元件实例电热元件实例PTC恒温型电熨斗结构图恒温型电熨斗结构图1110 该电熨斗由该电熨斗由10片片PTC元件并联组成，（其排元件并联组成，（其排列见图列见图

29、C）。图）。图b为图为图a中小圆圈部分的放大。图中小圆圈部分的放大。图a为剖面示意图。由于采用为剖面示意图。由于采用PTC电热元件，该电熨斗电热元件，该电熨斗突出的优点是：利用突出的优点是：利用PTC元件特性，使电热元件本元件特性，使电热元件本身具有自动调温控制功能：由于身具有自动调温控制功能：由于PTC元件的阻值仅元件的阻值仅与温度有关，故受电源电压波动的影响小：使用安与温度有关，故受电源电压波动的影响小：使用安全可靠，工作寿命长。全可靠，工作寿命长。 第五节第五节 温控器件温控器件 温控器件是电热器具的另一重要组成部分，温控器件是电热器具的另一重要组成部分，其作用是控制电热器具的工作温度，

30、使电热器具其作用是控制电热器具的工作温度，使电热器具具有调节温度的能力或将电热器具的工作温度限具有调节温度的能力或将电热器具的工作温度限定在某一范围。定在某一范围。 温控器件有温控和定时两种工作方式。温控温控器件有温控和定时两种工作方式。温控用于控制电热器具的发热强度；定时是控制电热用于控制电热器具的发热强度；定时是控制电热器具的发热时间。两者配合使用，能得到较好的器具的发热时间。两者配合使用，能得到较好的温控效果。温控效果。 温控器件的种类：双金属式温控器件、磁控温控器件的种类：双金属式温控器件、磁控式温控器件及定时器、电子式温控器件。式温控器件及定时器、电子式温控器件。一、双金属式温控器件

31、一、双金属式温控器件（一）双金属式温控器件的工作原理（一）双金属式温控器件的工作原理 将两种热膨胀系数不同的金属材料粘合在一起，将两种热膨胀系数不同的金属材料粘合在一起，当电热器温度升高到某值时，由于两种金属片的热当电热器温度升高到某值时，由于两种金属片的热膨胀系数不同，它们之间会产生内应力，从而使得膨胀系数不同，它们之间会产生内应力，从而使得双金属片发生弯曲变形。利用这种变形来控制电源双金属片发生弯曲变形。利用这种变形来控制电源的通断，即可达到控制电热器具温度的目的。的通断，即可达到控制电热器具温度的目的。 在双金属片上装有电气开关触点，当双金属片在双金属片上装有电气开关触点，当双金属片因受

32、热而变形时，触点断开或闭合，导致电路断开因受热而变形时，触点断开或闭合，导致电路断开或闭合。这样，温度的变化即被转换成电路控制信或闭合。这样，温度的变化即被转换成电路控制信号，从而控制加热温度。号，从而控制加热温度。动断（常闭）触点双金属片温控原理动断（常闭）触点双金属片温控原理 图图1111 动合（常开）触点型双金动合（常开）触点型双金属片温控原理属片温控原理 图图1112 （二）双金属温控片的弯曲特性（二）双金属温控片的弯曲特性 图图1113 图图a中金属中金属B比比A膨胀系数大，当温度升高时，膨胀系数大，当温度升高时，双金属温控片原来的平直外型将翘曲呈圆弧形，双金属温控片原来的平直外型将

33、翘曲呈圆弧形，双金属温控片的弯曲方向及程度主要由其温度、双金属温控片的弯曲方向及程度主要由其温度、材料及两层金属片的厚薄与长短决定。材料及两层金属片的厚薄与长短决定。 图图B、双金属片厚的与薄的相比，则薄的容、双金属片厚的与薄的相比，则薄的容易弯曲易弯曲 图图C、双金属片短的与长的相比，则长的容、双金属片短的与长的相比，则长的容易弯曲易弯曲 当双金属片已经选定，则上述变化就只决定当双金属片已经选定，则上述变化就只决定于其温度了。于其温度了。（三）恒温调节器实例（三）恒温调节器实例 恒温调节器结构：见图恒温调节器结构：见图1114 它由调温螺钉（它由调温螺钉（1）、绝缘块（）、绝缘块（2）、电触

34、）、电触点（点（3）、双金属片（）、双金属片（4）等构成为一个动断触）等构成为一个动断触点型双金属温控器。点型双金属温控器。 原理：它是通过调整调温螺钉对两触点原理：它是通过调整调温螺钉对两触点的压紧程度来控制动断触点的动作温度。例如：的压紧程度来控制动断触点的动作温度。例如：当螺钉向上旋转时，两触点间的压力较大，这时当螺钉向上旋转时，两触点间的压力较大，这时需要较高的温度才能使双金属片产生足够的翘曲需要较高的温度才能使双金属片产生足够的翘曲力，使触点脱离；相反，若将螺钉向下旋转，两力，使触点脱离；相反，若将螺钉向下旋转，两触点间的压力减小，则较低的温度就足以使触点触点间的压力减小，则较低的温

35、度就足以使触点动作。动作。 若将恒温调节器触点接入电热元件电若将恒温调节器触点接入电热元件电路，通过其触点的断开和闭合，就可以控制路，通过其触点的断开和闭合，就可以控制电热元件的工作温度。实际使用时，双金属电热元件的工作温度。实际使用时，双金属温控元件多置于发热体中心，以保证温度控温控元件多置于发热体中心，以保证温度控制的准确性。一般允许制的准确性。一般允许510误差。误差。 （四）双金属式温控器的类型（四）双金属式温控器的类型 按双金属片变形方式可分为直线移动型与转动型按双金属片变形方式可分为直线移动型与转动型等。直线移动型金属片为平直形或等。直线移动型金属片为平直形或U字形，转动型金字形，

36、转动型金属片多为螺旋形或碟形。按其动作速度可分为缓动式属片多为螺旋形或碟形。按其动作速度可分为缓动式和快动式和快动式 见图见图1115 图图a为缓动式为缓动式 图图b为快动为快动式式 表表119常见型号双金属式温控器的特点与应用常见型号双金属式温控器的特点与应用 二、磁控式温控器件二、磁控式温控器件 磁控式温控器件是根据铁、镍及有些合金在常磁控式温控器件是根据铁、镍及有些合金在常温情况下可以被磁化而与磁铁相吸，而当温度上升到温情况下可以被磁化而与磁铁相吸，而当温度上升到超过这类材料的居里温度时，磁性急剧下降的特性来超过这类材料的居里温度时，磁性急剧下降的特性来实现温度控制的。见图实现温度控制的

37、。见图1116 常温下铁氧体靠近永久磁铁被磁化，而具常温下铁氧体靠近永久磁铁被磁化，而具有磁性，铁氧体与永久磁铁相吸电路触点闭合。当有磁性，铁氧体与永久磁铁相吸电路触点闭合。当电热元件发热温度超过一定值时，使铁氧体的温度电热元件发热温度超过一定值时，使铁氧体的温度超过它自身的居里温度，则铁氧体磁性急剧下降。超过它自身的居里温度，则铁氧体磁性急剧下降。使得永久磁铁的重力大于它与铁氧体间的磁吸引力，使得永久磁铁的重力大于它与铁氧体间的磁吸引力，结果永磁铁落下，电路触点断开。结果永磁铁落下，电路触点断开。 特点：控温动作快、准确、缺点：结构比特点：控温动作快、准确、缺点：结构比双金属式温控器件复杂。

38、双金属式温控器件复杂。三、定时器三、定时器 它是一种控制电热元件通电时间的开关装置。它是一种控制电热元件通电时间的开关装置。 它有发条式和电动式两种。它有发条式和电动式两种。 发条式：与一般钟表发条机构结构基本相同，在发条式：与一般钟表发条机构结构基本相同，在电热器具中很少应用。电热器具中很少应用。 电动式定时器由弹簧或微型电动机带动，手动调电动式定时器由弹簧或微型电动机带动，手动调整工作延续时间，当电热器工作到选定时间时，电路整工作延续时间，当电热器工作到选定时间时，电路自动断开，电热器具停止工作。自动断开，电热器具停止工作。 结构：由微型同步电机，减速机构结构：由微型同步电机，减速机构,机

39、械开关组件机械开关组件及触点组成，定时由开关组件完成。及触点组成，定时由开关组件完成。 开关组件工作原理：（见图开关组件工作原理：（见图1117）它由一个）它由一个带凹槽的转盘和一个有固定支点的杠杆触点组成。转带凹槽的转盘和一个有固定支点的杠杆触点组成。转盘可由手转动，发条或微型电机通过减速机构带动。盘可由手转动，发条或微型电机通过减速机构带动。 当要确定工作时间时，当要确定工作时间时， 操作者手动旋转旋钮，操作者手动旋转旋钮，使转盘顺时针转动来确定工作时间，当杠杆滑动支使转盘顺时针转动来确定工作时间，当杠杆滑动支点滑出凹槽与转盘外圆接触时，杠杆触点恰好与固点滑出凹槽与转盘外圆接触时，杠杆触点

40、恰好与固定触点紧密贴合。若此时接通电源开关，电热器开定触点紧密贴合。若此时接通电源开关，电热器开始工作，同时微型电动机转动，通过减速机构带动始工作，同时微型电动机转动，通过减速机构带动转盘持续转动。当杠杆滑动支点重新落入凹槽时，转盘持续转动。当杠杆滑动支点重新落入凹槽时，触点断开，电路断电，电热器停止工作。电热器工触点断开，电路断电，电热器停止工作。电热器工作时间由旋动的角度来决定。作时间由旋动的角度来决定。 电烤炉控制线路及其温控器件结构图电烤炉控制线路及其温控器件结构图 1118 a图：电烤炉控制线路。转换开关可使上、下图：电烤炉控制线路。转换开关可使上、下加热器处于通电、断电或分别通电、

41、断电状态。加热器处于通电、断电或分别通电、断电状态。 b图：电烤炉双金属式温控器结构图：电烤炉双金属式温控器结构 电烤炉温控器件采用双金属片式，当电烤炉电烤炉温控器件采用双金属片式，当电烤炉温度达到给定温度时，双金属片变形量足以顶开温度达到给定温度时，双金属片变形量足以顶开动触点，而切断电流。调节旋钮可改变给定温度，动触点，而切断电流。调节旋钮可改变给定温度，顺时针旋动，给定温度升高；逆时针旋动、给定顺时针旋动，给定温度升高；逆时针旋动、给定温度降低，当旋钮至温度降低，当旋钮至“off”位，温控器触点断开，位，温控器触点断开，电热器断电停止工作。电热器断电停止工作。 电烤炉定时器一般采用钟表发

42、条机构。它与电烤炉定时器一般采用钟表发条机构。它与加热器串联。发条拧紧，则触点闭合，发条放松加热器串联。发条拧紧，则触点闭合，发条放松（定时器走时结束），触点自动断开。外壳应用（定时器走时结束），触点自动断开。外壳应用耐热材料构成，以免受热时计时不准，耐热材料构成，以免受热时计时不准， 四、电子式温控器件四、电子式温控器件 电子式温控器件多利用半导体二极管、三极管电子式温控器件多利用半导体二极管、三极管及晶闸管等电子元件来实现温控作用。它主要由感温系及晶闸管等电子元件来实现温控作用。它主要由感温系统和主控系统两大部分组成。统和主控系统两大部分组成。 感温系统将电热器具的温度变化转换成电信号；主

43、感温系统将电热器具的温度变化转换成电信号；主控系统按收到反映温度变化的电信号后，按电路设计要控系统按收到反映温度变化的电信号后，按电路设计要求控制电热元件的发热量，从而实现温控。求控制电热元件的发热量，从而实现温控。（一）二极管温控电（一）二极管温控电路路 图图1119 调温过程：当开关调温过程：当开关s闭合时，闭合时，220V交流交流电压加至电热丝，使其发热，当开关电压加至电热丝，使其发热，当开关S打开，打开，220V交流电经二极管交流电经二极管VD加至电热丝。由于加至电热丝。由于VD的单向导电特性，交流电正半周时，的单向导电特性，交流电正半周时，VD导通，导通，负半周时，负半周时，VD截止

44、。与开关截止。与开关S闭合时相比，电闭合时相比，电热丝上获得的电压（或电流）只有其热丝上获得的电压（或电流）只有其0.45倍，倍，其电热丝的发热量比未经其电热丝的发热量比未经VD整流时要小。通过整流时要小。通过S的闭合和断开，将电热丝发热温度分为高温，的闭合和断开，将电热丝发热温度分为高温，低温两档。低温两档。 （二）三极管温控电路（二）三极管温控电路 见图见图1120（a） 各元件作用：各元件作用：VT1.VT2工作在开关状态，工作在开关状态，RT为负温度为负温度系数的热敏电阻，将其压在褥子下面，当温度升高时系数的热敏电阻，将其压在褥子下面，当温度升高时其阻值变小，而温度降低时其阻值变大；其

45、阻值变小，而温度降低时其阻值变大；KA为电热丝为电热丝开关继电器，它的吸合与释放状态决定电热丝是处于开关继电器，它的吸合与释放状态决定电热丝是处于通电还是断电状态；通电还是断电状态；2CP11为为VT1.VT2提供稳定的发提供稳定的发射极偏置电压；射极偏置电压；RP.RT及其它电阻均为三极管偏置电阻。及其它电阻均为三极管偏置电阻。 温控原理：接通电源，电热褥下的热敏电温控原理：接通电源，电热褥下的热敏电阻阻RT阻值较大，阻值较大，A点电位较低，点电位较低，VT1截止，截止，VT2导导通，通，KA吸合，动合触点闭合，使电热褥中的电热吸合，动合触点闭合，使电热褥中的电热元件被通电加热，温度开始升高

46、。元件被通电加热，温度开始升高。 当电热褥发热温度较高时，热敏电阻当电热褥发热温度较高时，热敏电阻RT阻阻值变小，值变小，A点电位升高，使点电位升高，使VT1的的 Ube变大，变大，VT1饱和导通，集电极电位下降；饱和导通，集电极电位下降；VT2基极电位下降，基极电位下降，VT2截止截止 ，C-e间呈高阻抗，间呈高阻抗，KA释放，电热褥的释放，电热褥的电热丝断电而降温，当电热褥发热温度降至较低时，电热丝断电而降温，当电热褥发热温度降至较低时，RT阻值变大，阻值变大，A点电位下降、点电位下降、VT1截止，集电极电截止，集电极电位上升至电源电压值，至使位上升至电源电压值，至使VT2基极电位上升，基

47、极电位上升，VT2饱和导通，饱和导通，C e间呈低阻抗，间呈低阻抗，KA吸合，电热吸合，电热褥电热丝又开始加热。褥电热丝又开始加热。 电热丝如此循环工作，使电热褥保持一定的电热丝如此循环工作，使电热褥保持一定的温度，温度， 调调RP进行温度调节。进行温度调节。（三）晶闸管温控电路（三）晶闸管温控电路 见图见图1120（b） 元件作用及温控原理：元件作用及温控原理：R1、R2、R3组成分压组成分压式感温器，式感温器，R1为负温度系数感温元件，为负温度系数感温元件，RP是温控是温控调节器。双向晶闸管调节器。双向晶闸管Vs与电热元件串联。当电热元与电热元件串联。当电热元件的温度上升时，件的温度上升时

48、，R1的阻值逐渐下降。当电热元的阻值逐渐下降。当电热元件的温度达到一定值，件的温度达到一定值，R1的阻值下降到分得的电的阻值下降到分得的电压低于压低于Vs的导通电压时，的导通电压时，Vs截止切断电源，电热截止切断电源，电热元件停止加热。元件停止加热。 五、热电偶温控器五、热电偶温控器 见图见图1121 图中图中A和和B是两种成分不同而互相具有一定是两种成分不同而互相具有一定热电特性的材料所构成的热电极。将它们的一端焊接热电特性的材料所构成的热电极。将它们的一端焊接起来，而另一端连接起来形成回路，便成一个热电偶。起来，而另一端连接起来形成回路，便成一个热电偶。热电偶的焊接端称为工作端或热端。使用

49、时将此端置热电偶的焊接端称为工作端或热端。使用时将此端置于被测温度部位，设其温度为于被测温度部位，设其温度为T1；另一端为自由端；另一端为自由端或冷端，设其温度为或冷端，设其温度为T2，当，当T1T2时，在回路中即时，在回路中即会产生电动势（称为热电势），此电动势经过放大后会产生电动势（称为热电势），此电动势经过放大后去控制执行机构，便可达到控温目的。去控制执行机构，便可达到控温目的。 优点：本身结构简单，使用方便，精确可靠，优点：本身结构简单，使用方便，精确可靠，温度调节范围宽。温度调节范围宽。 缺点：应用系统较复杂，成本较高。缺点：应用系统较复杂，成本较高。 应用范围：较大功率电热器具，应

50、用范围：较大功率电热器具，100L以上的热以上的热水器，大型电烤炉等。水器，大型电烤炉等。 第六节第六节 温度保险器件温度保险器件 作用：当电热器件温度异常而超过极限值时，立作用：当电热器件温度异常而超过极限值时，立即切断电源，以保安全即切断电源，以保安全安全装置。安全装置。 类型：一是双金属式安全装置类型：一是双金属式安全装置 二是温度熔丝二是温度熔丝 一、双金属式安全装置一、双金属式安全装置 将双金属式温控器的温度调整在比正常使用的温将双金属式温控器的温度调整在比正常使用的温度更高的位置上度更高的位置上作为安全装置使用，当电热器具温作为安全装置使用，当电热器具温度超过正常使用温度时，该双金

51、属式温控器便会动作，度超过正常使用温度时，该双金属式温控器便会动作，切断电源，保证安全。切断电源，保证安全。 优点：可以多次重复使用。优点：可以多次重复使用。 形式：自动复位，动作后当温度下降时自动复位，形式：自动复位，动作后当温度下降时自动复位，电热器可继续工作。手动复位；人工复位。电热器可继续工作。手动复位；人工复位。 缺点：机构较为复杂。缺点：机构较为复杂。二、温度熔丝二、温度熔丝 见图见图1122 由铅、锡、铋等受热易融化的合金制成。由铅、锡、铋等受热易融化的合金制成。串联在电热器件电路中，当电热器件温度过串联在电热器件电路中，当电热器件温度过高时，温度熔丝受热熔化，电源被切断，熔高时，温度熔丝受热熔化，电源被切断，熔丝上方有重物，以便熔丝在受热时易断。色丝上方有重物，以便熔丝在受热时易断。色点表示温度熔丝的熔化温度，在点表示温度熔丝的熔化温度，在80230范范围内。黑色代表围内。黑色代表100，本色代表，本色代表110，红，红色代表色代表120，绿色代表，绿色代表130，黄色代表，黄色代表150。第七节第七节 电热器具维修基本知识电热器具维修基本知识一、电热器具的常见故障及检修方法一、电热器具的常见故障及检修方法主要故障：不发热与温度失控主要故障：不发热与温度失控原因：原因：1.电热元件导电回路开路，电热元件损坏电热元件导电回路开路，