1、家用电器基础与维修技术,绪论 智能家电基础第1章 家用电热器具第2章 电风扇第3章 洗衣机第4章 吸尘器与吸油烟机第5章 电冰箱第6章 家用空调器,绪论 智能家电基础本章要点,家用电器中常用电动机的类型及结构家用电器中常用检测控制元件单片机基本知识输入输出接口电路,0.1 常用电动机的类型及结构,使用电动机的家用电器：冰箱、空调器以及家用电动电热器、清洁器具。 使用电动机的类型：单相异步电动机，单相串激式电动机，永磁式直流电动机。 每种家用电器功能不同，对所使用的电动机的具体要求也不同。,0.1.1 单相异步电动机,应用单相异步电动机的家用电器电风扇、洗衣机、抽油烟机、冰箱、空调器。 单相异步
2、电动机的组成定子、转子、机座、端盖、轴承和启动元件等。定子组成：定子铁心、定子绕组。转子的转速总是低于旋转磁场的转速，所以把这种电动机称为异步电动机。 启动绕组：单相交流电通过一个绕组只能产生一个脉动而不旋转的磁场。为了获得旋转磁场，得到启动转矩，通常在定子上另加一个辅助绕组，它与主绕组（运转绕组）相隔等空间角度，并采用种种办法使两绕组中电流的相位尽可能接近90，这样两绕组的电流将产生一个旋转磁场，如图0-1所示。,单相异步电动机的转动原理,电流波形图电动机定子截面图定子绕组A-X和B-Y电流ia、ib。用右手螺旋法则可得合成磁场的方向图中所示为三个不同时刻的定子电流磁场，可以直观看出，合磁场
3、随时间而旋转，转子因此获得启动转矩，一旦启动，单相电动机就能自行运转。,家用电器使用的单相异步电动机,是根据运转绕组与启动绕组中电流的相位差产生方法不同来分类的，主要有电容式、电阻启动式和罩极式。,1.电容式单相异步电动机,启动绕组回路中串联适当电容器，可以使两绕组电流相位差达90，产生旋转磁场。 (1)电容启动型（CSIR）,在启动绕组回路中串联1只电容器，以提高启动转矩，并设有离心式开关（电流继电器或PTC热敏继电器等控制器件）。当电动机转速达到额定转速的70%80%时，启动电容器与启动绕组断开，只有运转绕组通电。其接线图如图0-2（a）所示。,在电容器与启动绕组的串联电路上不设启动开关，
4、即构成电容运转型。电动机不论是启动还是运转，电容器均接在电路中而不断开。但因设计时主要考虑它在额定运行时应具有最佳性能，不能兼顾启动性能，故启动转矩较小，广泛应用于电风扇、洗衣机等。其接线图如图1-2（b）所示。,(2)电容运转型（PSC）,使电动机在启动和运行时都能得到比较好的性能。在启动绕组电路中有两个电容器：电容量较小的电容器为运转电容；容量较大的电容器为启动电容。启动结束，该电容器断开。,(3)电容启动电容运转型（CSR）,电动机既有较大的启动转矩又能承受较大的运转负载，是较理想的单相交流电动机。适用于大容量的电冰箱、空调器等。其接线图如图0-2（c）所示。,2.电阻启动式电动机,这种
5、电动机也叫电阻分相式（RSIR）电动机，其接线图如图0-3所示。（1）启动绕组采用线径较细的导线绕制，匝数少，电感较小，电阻较大（呈阻性）；而运转绕组采用线径较粗的导线绕制，匝数多，电感大而电阻小（呈感性）。两绕组并联于单相交流电源中，根据RL并联交流电路的基本性质可知，两绕组中的电流有一定的相位差（不一定为90），所形成的合成磁场是一个旋转磁场。,由于启动绕组线径细，匝数少，不能长时间通电。（2）启动绕组中都设启动开关，常用的是电流继电器、PTC热敏继电器等。当转子转速达到某预定值时，启动开关断路，启动绕组脱离电源，电动机进入正常运转状态。此类电动机多用于中小型电冰箱。,0.1.2 单相串激
6、式电动机,单相串激电动机因将定子铁心上的激磁绕组和转子上的电枢绕组串联起来而得名，流过激磁绕组和电枢绕组为同一电流。,当单相串激电动机接入如图a所示电源时，根据右手定则，定子磁场为下方N极，上方S极，由于靠近N极的电枢绕组电流方向是垂直纸面向里的，靠近S极的电枢绕组电流方向是垂直纸面向外的。根据左手定则，电枢作逆时针方向转动。改变电源方向，如图b所示，同样方法可判断出转子仍为逆时针方向旋转。,当串激电动机接入交流电时，转子的转向也不变，如图c所示。 其特点是交、直流两用，体积小，重量轻，转矩大，转速高。而且通过调节电源电压，可方便地调速，但不允许在额定电压下空载运转。 单相串激式电动机主要应用
7、于吸尘器、小型手电钻、电动缝纫机、多功能食品加工机等。,0.1.3 永磁式直流电动机,定子为永久磁铁，无定子绕组，结构简单、体积小、重量轻，转速随负载增大稍有降低，基本稳定。适用于恒转速、恒转矩下工作。广泛用于小功率、低电压的直流电动器具，如电吹风、电动剃须刀、电动玩具等。,0.2 检测控制元件,1.双金属片式温控元件 双金属片由热膨胀系数不同的两种金属薄片轧制结合而成，其中一片热膨胀系数大，另一片热膨胀系数小。,在常温下，两片金属片保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一片伸长较多，使金属片向膨胀系数小的那一面弯曲，温度越高，弯曲越厉害。当温度下降时，热金属片收缩恢复到原状。利用双金属片受热
8、后弯曲变形的运动，带动电触点的闭合或断开，使电源接通或关断。双金属片式温控器示意图如图所示。,0.2.1 温度控制元件,2.磁性温控元件,磁性温控元件主要由永久磁钢和感温软磁组成，如图所示。在位置固定的感温软磁下有一个永久磁钢，永久磁钢的下面有一弹簧,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磁钢的重力之和，因而当永久磁钢与软磁贴近时，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。,以一定的拉力向下拉
9、它。,3.热敏电阻,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。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。它具有易于实现远距离测量与控制的特点。一般按温度系数可分为负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻(PTC)和临界温度系数热敏电阻(CTR)。这三种热敏电阻的电阻率与温度的变化曲线如图所示。,4.热电偶 热电偶是一种能将温度转换成电势的传感器。它的工作原理是物体的热电效应。组成热电偶的导体称为“热电极”。热电偶所产生的电动势称为“热电动势”。热电偶的两个结点中,置于温度为T的被测对象中的结点称为测量端,又称工作
10、端或热端,而置于参考温度为TO的另一结点称为参考端，又称自由端或冷端。使用时，当热端温度大于冷端温度时，在电路中产生电动势即产生电信号，此电信号经放大后控制执行机构，达到调节和控制温度的目的。 (5) 热敏三极管 热敏三极管也叫热敏晶体管，是利用基极与发射极之间的电压来检测温度，可用于电冰箱、空调器、电饭锅、洗碗机等家用电器中。它们在电路中工作时，集电极电流一般稳定在0 .1mA，对温度检测后的输出值是以热敏三极管的基极与发射极之间电压的变化量来反映的。被检测的温度增大时，热敏三极管的基极与发射极之间的电压随之变小。,0.2.2 功率控制元件,功率控制的方法主要有：1.开关换接控制 对装置数支
11、电热元件的电热器具，在工作时利用开关改变元件之间的通断以及串并联等不同的组合，改变电热元件与电源的连接方法，从而得到不同大小的功率。2.二极管整流控制 利用二极管的整流作用，实现半功率加热。3.晶闸管调功控制 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，从而使电热元件产生不同的功率。晶闸管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。,0.2.3 时间控制元件,时间控制元件俗称定时器。利用时控元件对电热元件的工作时间进行控制。其控制的时间范围有05min、030min、060min及012h等多种。按定时器的结构原理可分为机械式、电动式和电子式。,1.机
12、械式定时器机械式定时器主要由发条，齿轮传动系统、机械开关组件及电触点等部分组成，其中机械开关组件是完成定时过程的关键。,2.电动式定时器电动式定时器主要由微型同步电机、减速机构、机械开关组件及电触点等部分组成,其工作原理与发条式定时器基本一致，只是用微型同步电机代替了发条机构作为动力源，提高了定时的精度。,3.电子式定时器电子式定时器一般采用555集成电路构成，通过充电电容电压上升所用的时间来实现电路的定时，控制电位器可使定时时间在某一范围内连续可调,电子式定时器定时更为准确、方便。,0.2.4 气体检测元件与湿度检测元件,1.气体传感器气体传感器是种把某种气体的成份、浓度等参数转换成电气量变
13、化值的传感器。它的传感元件是气敏电阻。气敏传感器材料按构成可分为半导体和非半导体两类。目前实际使用最多的是半导体气敏传感器。其中SnO2是目前应用最多的敏感材料。SnO2气敏传感器在自动吸排油烟机中有着广泛的应用。,2. 湿度传感器,如图所示是SM-1型湿敏传感器的结构图。感湿陶瓷由多孔质烧结体构成，它是一种体内有细孔的金属氧化物陶瓷材料，在陶瓷片的周围有一个加热用的清洗线圈。多孔陶瓷的两端和加热清洗线圈均用金属导线引出，加热线圈对陶瓷片进行加热处理，用来保证检测的初始状态统一，使测量准确。,小结：,1.电动机,2.检测控制元件,（1）检测元件 温度、湿度、气体。（2）控制元件 功率、时间,作业：,1.画出电容运转型异步电动机接线图。2.画出PTC电阻启动型异步电动机接线图。3.家用电器常用功率控制元件有哪些？4.家用电器常用时间控制元件有哪些？,
