【正文】 由單片機(jī)控制定時(shí)加熱， 6位共陽極 LED數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒。 （ 3）工作指示： 加熱 —— 紅燈亮， LM339a輸出高電平。 ② 水位傳感器通過反相器控制水位達(dá)到 2/6水位時(shí)才能接通加熱器，保證在 2/6水位以下不加熱。 1)混合閥外形圖 2）安全閥 自動(dòng)排壓，保護(hù)內(nèi)膽 儲(chǔ)水式電熱水器的工作原理 1. 儲(chǔ)水式電熱水器控制電路分析 溫度檢測(cè)與控制原理： 水位檢測(cè)控制原理： 指示器工作原理： （ 1）溫度檢測(cè)與控制原理： 傳感器 —— RT，溫度設(shè)定 —— RP，電壓比較器 ——LM339d，溫度低于設(shè)定值輸出高電平，溫度達(dá)到設(shè)定值輸出低電平。 2）漏電保護(hù)器：在電熱水器的漏電保護(hù)器中，將 15mA確定為危險(xiǎn)電流，正常的動(dòng)作范圍為 15～ 30mA。 1）溫控器：除用于控制水溫外，還兼有自動(dòng)保溫的功能。為增強(qiáng)保溫效果，現(xiàn)多采用高密度聚氨酯發(fā)泡材料充填的新工藝，充填扎實(shí)，密封保溫性好。 （ 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(hù)金屬水箱不被腐蝕和阻止水垢的形成。 ?內(nèi)膽是盛水的容器，又是對(duì)水加熱的場(chǎng)所。 ?外殼是電熱水器的基本框架，一般為筒狀或長(zhǎng)方體狀。而貯水式熱水器一般功率在 2kW以下，安全可靠。 漏電保護(hù)器 電熱水器 ? 電熱水器主要用來對(duì)自來水加熱 ， 供給人們沐浴或洗滌 ， 按其結(jié)構(gòu)原理可分為貯水式和速熱式兩種 。當(dāng)電熱器具溫度超過正常使用溫度時(shí)，金屬片溫度控制器就會(huì)動(dòng)作，切斷電源，保證安全。 ? ? 電子式定時(shí)器一般采用 555集成電路構(gòu)成，通過充電電容電壓上升所用的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)電路的定時(shí)，控制電位器可使定時(shí)時(shí)間在某一范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) ,電子式定時(shí)器定時(shí)更為準(zhǔn)確、方便。 ? ? 機(jī)械式定時(shí)器主要由發(fā)條，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械開關(guān)組件及電觸點(diǎn)等部分組成，其中機(jī)械開關(guān)組件是完成定時(shí)過程的關(guān)鍵。其控制的時(shí)間范圍有 0～5min、 0～ 30min、0～ 60min及 0～ 12h等多種。 ? 時(shí)間控制元件俗稱定時(shí)器。 通過改變晶閘管的導(dǎo)通角 ， 控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(chǎn)生不同的功率 。 功率控制的方法主要有： 對(duì)裝置數(shù)支電熱元件的電熱器具，在工作時(shí)利用開關(guān)改變?cè)g的通斷以及串并聯(lián)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。 它們?cè)陔娐分泄ぷ鲿r(shí) ， 集電極電流一般穩(wěn)定在 0 .1mA， 對(duì)溫度檢測(cè)后的輸出值是以熱敏三極管的基極與發(fā)射極之間電壓的變化量來反映的 。使用時(shí)，當(dāng)熱端溫度大于冷端溫度時(shí)，在電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)即產(chǎn)生電信號(hào)，此電信號(hào)經(jīng)放大后控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到調(diào)節(jié)和控制溫度的目的。熱電偶所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為 “ 熱電動(dòng)勢(shì) ” 。它的工作原理是物體的熱電效應(yīng)。 這三種熱敏電阻的電阻率與溫度的變化曲線如圖所示 。它具有易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量與控制的特點(diǎn) 。 3）熱敏電阻 ? 熱敏電阻是一種敏感元件 ，其特點(diǎn)是電阻值隨溫度的變化而顯著變化 。一旦電熱元件發(fā)熱超過預(yù)定值，溫度上升到感溫軟磁的居里點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)脫離，電熱元件斷電。 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 。利用雙金屬片受熱后彎曲變形的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)電觸點(diǎn)的閉合或斷開，使電源接通或關(guān)斷。 在常溫下，兩片金屬片保持平直，當(dāng)溫度上升時(shí)，熱膨脹系數(shù)大的一片伸長(zhǎng)較多，使金屬片向膨脹系數(shù)小的那一面彎曲，溫度越高，彎曲越厲害。當(dāng)溫度低于居里點(diǎn)時(shí)，近似為一個(gè)阻值較小的電阻，可以小到十幾歐姆，但當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)時(shí)， PTC阻值隨溫度升高而急劇增大，增加量可達(dá) 103～ 105倍，這時(shí)可以認(rèn)為是處于開路狀態(tài)，如圖所示。常見產(chǎn)品的居里點(diǎn)從幾十度到幾百度都有，可以按照實(shí)際需要選用。其結(jié)構(gòu)如圖 a所示。 管狀遠(yuǎn)紅外電熱元件為乳白色透明石英材料制成，內(nèi)壁每 1cm2就有 2022～ 8000個(gè)直徑為 ～ 。 板狀遠(yuǎn)紅外元件是在碳化硅或金屬板表面涂敷一層遠(yuǎn)紅外輻射物質(zhì)，中間裝上合金電熱絲制成的。 基本原理：先使電 阻發(fā)熱元件通電發(fā) 熱，靠此熱能來激 發(fā)紅外線輻射物 質(zhì)，使其輻射出紅 外線對(duì)物體加熱。 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 2. 遠(yuǎn)紅外線電熱元件 遠(yuǎn)紅外線電熱元件有管狀、板狀和紅外線燈等。 它是電熱器具的核心 ， 直接決定著電熱器具的使用壽命 、 安全性和經(jīng)濟(jì)性 。 各種電熱器具的基本結(jié)構(gòu)主要都是由電熱元件 、 控制元件所組成 。 常用的溫控部件： 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(zhuǎn)換為熱能的電器 。第一講 1～ 27 第二講 28～ 45 第三講 46～ 71 第四講 72～ 130 第 1章 家用電熱器具 本章要點(diǎn) ? 家用電熱器具的種類及加熱方式 ? 電熱水器的結(jié)構(gòu)與工作原理 ? 高頻電磁灶的工作原理（與故障檢修實(shí)訓(xùn)） ? 自動(dòng)保溫式電飯鍋的結(jié)構(gòu)、工作原理（與維修實(shí)訓(xùn)） ? 微電腦控制電飯鍋的電路分析（與故障檢修） ? 微波爐的結(jié)構(gòu)、工作原理（與故障檢修實(shí)訓(xùn)） 家用電熱器具的基礎(chǔ)知識(shí) 家用電熱器具的類型 1）電阻加熱、 2）遠(yuǎn)紅外線加熱、 3）電磁感應(yīng)加熱 4）微波加熱。 1）電炊具； 2）取暖用具； 3）衛(wèi)生潔具及其他 家用電熱器具的基本結(jié)構(gòu) 常見的電熱元件： 電阻式、紅外線式、 PTC式。 按電加熱原理分類有電阻加熱 、 遠(yuǎn)紅外線加熱 、 電磁感應(yīng)加熱和微波加熱等 4種 。 ? 電熱器具中能將電能轉(zhuǎn)換成熱能的部件稱為電熱元件 。 ? 家用電熱器具中 ， 常見的電熱元件有電阻式電熱元件 、 遠(yuǎn)紅外線電熱元件和 PTC電熱元件 。 遠(yuǎn)紅外線：波長(zhǎng)為～ 15μm。 特點(diǎn)：升溫迅速， 穿透能力強(qiáng)，節(jié)省 能源和時(shí)間。 紅外線燈的結(jié)構(gòu)和普通照明用的白熾燈大致相同，紅外線燈的結(jié)構(gòu)見圖 b所示?？僧a(chǎn)生出較強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外輻射。 “ 居里點(diǎn)”是一個(gè)特殊的溫度值，由材料的配合比例與生產(chǎn)工藝決定。 PTC器件是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻。 3. PTC電熱元件 溫控器件 1）雙金屬片 2）磁性溫控元件 3）熱電偶 1） 雙金屬片式溫控元件 雙金屬片由熱膨脹系數(shù)不同的兩種金屬薄片軋制結(jié)合而成 ， 其中一片熱膨脹系數(shù)大 ，另一片熱膨脹系數(shù)小 。當(dāng)溫度下降時(shí)，熱金屬片收縮恢復(fù)到原狀。雙金屬片式溫控器示意圖如圖所示。 在位 置固定的感溫軟 磁下有一個(gè)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(dāng)永久磁鋼與軟磁貼近時(shí)，軟磁吸住永久磁鋼，使得它們所帶動(dòng)的兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，電熱元件通電發(fā)熱。 以一定的拉力向下拉它。 利用這一特性將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化 ， 然后經(jīng)放大電路放大 ， 推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱元件的控制 。 ? 一般按溫度系數(shù)可分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)、正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻(CTR)。 4）熱電偶 熱電偶是一種能將溫度轉(zhuǎn)換成電勢(shì)的傳感器。組成熱電偶的導(dǎo)體稱為 “ 熱電極 ” 。熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中 ,置于溫度為 T的被測(cè)對(duì)象中的結(jié)點(diǎn)稱為測(cè)量端 ,又稱工作端或熱端 ,而置于參考溫度為 TO的另一結(jié)點(diǎn)稱為參考端，又稱自由端或冷端。 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(fā)射極之間的電壓來檢測(cè)溫度 ， 可用于電冰箱 、 空調(diào)器 、 電飯鍋 、 洗碗機(jī)等家用電器中 。 被檢測(cè)的溫度增大時(shí) ，熱敏三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓隨之變小 。 利用二極管的整流作用 ， 實(shí)現(xiàn)半功率加熱 。 晶閘管控制電路若與熱敏電阻等檢測(cè)元件相結(jié)合 ， 則能實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱器具的自動(dòng)控制 。利用時(shí)控元件對(duì)電熱元件的工作時(shí)間進(jìn)行控制。按定時(shí)器的結(jié)構(gòu)原理可分為機(jī)械式、電動(dòng)式和電子式。 ? ? 電動(dòng)式定時(shí)器主要由微型同步電機(jī) 、 減速機(jī)構(gòu) 、 機(jī)械開關(guān)組件及電觸點(diǎn)等部分組成 ,其工作原理與發(fā)條式定時(shí)器基本一致 ， 只是用微型同步電機(jī)代替了發(fā)條機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力源 ， 提高了定時(shí)的精度 。 溫度保險(xiǎn)器件 將雙金屬片溫度控制器的溫度調(diào)整到高于正常使用溫度上，可以作為安全裝置使用。其優(yōu)點(diǎn)是可以多次重復(fù)使用。 ? 速熱式熱水器沒有儲(chǔ)水箱，是一個(gè)當(dāng)水流過就立即使水加熱的電器產(chǎn)品，具有體積小、加熱速度快、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但功率較大、易發(fā)生漏電現(xiàn)象。 貯水式電熱水器的基本結(jié)構(gòu) 貯水式電熱水器的結(jié)構(gòu)圖 箱體系統(tǒng)由外殼、內(nèi)膽和保溫層等構(gòu)成，起到貯水保溫的作用。所用材料有塑料、冷軋板和彩板等。內(nèi)膽的材料有鍍鋅板、 不銹鋼板和鋼板內(nèi)搪瓷等多種。 （ 2）保溫層 外殼與內(nèi)膽之間的保溫層起減少熱損失的作用，一般采用聚氨酯發(fā)泡、玻璃棉、纖維、氈和軟木等。 陶瓷發(fā)熱器 陶瓷間接加熱簡(jiǎn)圖 電熱水器的控制系統(tǒng)主要包括：溫控器和漏電保護(hù)器 。 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。 進(jìn)出水系統(tǒng)由進(jìn)、出水管，混合閥，安全閥和沐浴噴頭等組成。 （ 2）水位檢測(cè)控制原理： ① 水位傳感器通過反相器（ IC1—— MC14069）驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示水位。由 4069（ 4）腳輸出經(jīng) LM339db控制。 停止加熱 —— 綠燈亮， LM339c輸出高電平。 單片機(jī) AT89C2051，內(nèi)含 2kB FLASH E2PROM，比 MCS51少兩個(gè)并行接口（ P0、 P2），其余兼容。 狀態(tài)。 RST—— 復(fù)位。低電平有效 輸入 輸出 LT RBI BI D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 小結(jié)： （ 1）按電加熱方式的原理分類：電阻加熱、遠(yuǎn)紅外線加熱、電磁感應(yīng)加熱、微波加熱。 電阻式，遠(yuǎn)紅外式， PTC 漏電時(shí)主電路火線與零線電流不平衡，零序互感器 TA感應(yīng)電壓信號(hào)使 IC輸出高電平， VT導(dǎo)通、 VTH導(dǎo)通，脫扣器 L線圈得電，鐵心吸入帶動(dòng)電源開關(guān) QF斷開、復(fù)位按鈕SA自動(dòng)彈起。圖中 RV為壓敏電阻，起到過電壓保護(hù)作用。儲(chǔ)水式電熱水器由箱體系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、進(jìn)出水系統(tǒng)組成。②控制只有水位達(dá)到 2/6高度時(shí)才能通電加熱。 （ 2）溫度控制電路原理：溫度低于設(shè)定溫度， IC2（ d）⑧腳輸出高電平， VT導(dǎo)通、 KA吸合，通電加熱。 （ 3）狀態(tài)指示電路原理：加熱時(shí)， IC2（ a） 13腳輸出高電平，紅燈