电磁炉的工作原理及维修方法.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流电磁炉的工作原理及维修方法.精品文档.电磁炉的工作原理及维修方法 电磁炉的加热原理: 电磁炉是采用磁场感应涡流原理,它利用高频的电流通过环形线圈,从而产生无数封闭磁场力,当磁场那磁力线通过导磁(如:铁质锅)的底部,既会产生无数小涡流(一种交变电流,家用电磁炉使用的是1530KHZ的高频电流),使锅体本生自行高速发热,然后再加热锅内食物。 对于电磁炉的发热原理我们可以这样简单的理解: 锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器,内部线圈是变压器初级,次级是锅。当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后,必然在次级锅体上产生感应电流,感应电流通过锅体自
2、身的电阻发热(所以锅本身也是负载),产生热量。假如:当内部初级发热盘有交变电压输出,若次级及负载(锅)不存在,则输出功率将非常低。当然在实际电路中,我们必须要很快的检测到此功率的变化,并将输出到发热线圈盘的交变电流关断。 由于非导磁性材料不能有效汇聚磁力线,几乎不能形成涡流(就像一个普通变压器如果没有硅钢片铁心,而只有两个绕组是不能有效传送能量的),所以基本上不加热;另外,导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高,产生的涡流电流也很小,也不能很好产生热量。所以:电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好,铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。一般采用的锅有:铸铁锅,生铁锅,不锈铁锅。纯不锈铁锅
3、材料由于其导磁性能非常低,所以在电磁炉上并不能正常工作。 电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理,它利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内之磁力通过含铁质锅底部时,即会产生无数之小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热于锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波,完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收,不会泄漏,对人体健康绝对无危害。 适用的锅类容器 1、铁系(珐琅、铸锅、不锈铁)锅,不锈钢锅注:复合底锅必须是电磁炉专用。 2、底部直径12CM以下,根据不同的功能使用,如煎炒烤炸类要离空1CM为最佳蒸煮 类平底为最佳。 不适用的锅类容器: 1、铝、铜为材料之容器、锅。 2、容器底部直径不超过12CM者
4、。 3、容器底部凸凹高度大于2CM者。 4、不锈钢双层复合底锅(非电磁炉专用)。 如何安全使用电磁炉 一、使用之前注意: 1、应使用质量好的插座,插座接触不良会导致烧机或电磁炉无法正常工作。 2、在插头电线损坏电线或电源插头未牢固地插入插座时,切勿使用电磁炉。 3、切勿弯曲、捆扎电线或对其施力过度,这会引起损坏。 4、切勿使任何障碍物附在本机插头或电源插座上。 5、切勿将插头插入己插有几个其它电器装置的插座,电流不得超出插座的极限(本装置的使用电流约为10A)。 6、切勿在可能受潮或靠近火焰的地方使用电磁炉。 7、电磁炉在放置了一段时间后,若重新使用电磁炉,请先通电10分钟,使电磁炉内部电子元
5、件稳定后,再开机进行功能操作。 二、使用时注意: 1、切勿放置在不平稳的平面上。 2、切勿阻塞吸气口或排气口、避免炉内超温。 3、切勿在儿童可触及电磁炉、或儿童能自行使用的地方使用电磁炉。 4、切勿对空锅加热或加热过度。 5、切勿将诸如刀、叉、勺子、锅盖与铝箔等金属物品放置在顶板上,因为它们会受热。 6、切勿在盛放锅具的状态下搬运电磁炉。 7、切勿在四周空间不足的地方使用电磁炉、应使电磁炉的前部与左右两侧保持干净。 8、切勿使用金属丝和异物进入吸气或排气口的缝隙内。 9、切勿使物品跌落在顶板上。如表面出现裂纹,应立即关掉电源,拔出插头并送往修理。 三、使用之后注意: 1、炒菜锅在使用后不要置于
6、炉面上,避免下次使用时难以启动。 2、烹调结束,锅具产生的高温热量会传导至电磁炉顶板,切勿立即触摸该顶板。 3、切勿用拉扯电线的方法拔出插头。 4、在确认不用电磁炉时,切勿使电源线续处于接通状态。 电磁炉的保养 A 电源要求 (1)使用电磁炉必须使用各项技术指标符合标准带地线的三孔插座(最好选用有CCC标志的产品),绝对不可自行换用没有地线的两孔插座,因为两孔插座插头插上后易松动、不牢固且不符和国家标准,这样易产生瞬时打火,电流增大,较危险。 (2)插座不要位于电磁炉的正上方,防止热量上升烧烫电源。 (3)若有易使电流发生骤变且较为频繁的电器,如电焊机、冲击钻、电锤等或其它高功率用电器,如冰箱
7、、洗衣机、热水器等与电磁炉同时使用,则较易损坏电磁炉,应引起注意,最好使用带有过流保护装置的插线板或选用稳定电源。最好不同时使用或尽量不在电磁炉工作的同时开关其它用电器,以免损坏电磁炉。 B 电磁炉的散热 电磁炉工作时机体内部存有一定的温度,为使电磁炉发挥更好的作用,并正常工作,延长其使用寿命,这部分热量要及时的排放出去,所以尽量使电磁炉放置的位置有利于空气流通及散热。 C 电磁炉的清洗 1,擦洗前请先拔掉电源线。 2,面板脏时或油污导致变色时,请用去污粉,牙膏或汽车车蜡擦磨,再用毛巾擦干净。机体和控制面板脏时以柔软的湿抹布擦拭,不易擦拭的油污,可用中性洗洁剂擦拭后,再用柔软的湿抹布擦拭至不留
8、残渣。 3,且勿直接用水冲洗或浸入水中刷洗。 4,经常保持机体的清洁,以免蟑螂,昆虫等进入炉内,影响机体失灵。 5,吸气/排气罩可拆卸用水直接清洗或用棉花棒将灰尘除去,也可用牙刷加少许清洁剂清除。 D 出现意外情况 如果使用电磁炉的过程中发现不正常停机或报警等异常情况,一定要马上停止使用,及时与厂家维修部进行联系和咨询,如确定有问题,请专业维修人员进行处理,千万不可自行拆卸。 E 电磁炉的收藏 在长时间不需使用电磁炉时,首先要擦洗干净、晾干机体后收藏起来,不要放在潮湿环境中保存,要放于干燥处且包装内尽量放一些干燥剂和蟑螂药,避免挤压,以备再用。 电磁炉的维修及主要元件组成部份 一、简介:电磁加
9、热原理(见上图) 1.1 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部,由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压,高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西。 1.2 一般的电磁炉,介面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲
10、粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有7003000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。200240V机种电压使用范围为160260V, 100120V机种电压使用范围为90135V。全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。使用环境温度为-2345。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。虽然机种
11、较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8位4K内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易解决。 二、 原理分析 LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时(+输入端电压高于-入输端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反向时(-输入端电压高于+输入端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接
12、入输出端的电压拉低,此时输出端为0V。 2.1.2 IGBT 绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。目前有用不同材料及工艺制作的IGBT, 但它们均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。IGBT有三个电极(见上图), 分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极) 及发射极E(也称源极) 。 从IGBT的下述特点中可看出, 它克服了功率MOSFET的一个致命缺陷, 就是于高压大电流工作时, 导通电阻大
13、, 器件发热严重, 输出效率下降。IGBT的特点: 1.电流密度大, 是MOSFET的数十倍。 2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。 3.低导通电阻。在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。 4.击穿电压高, 安全工作区大, 在瞬态功率较高时不会受损坏。 5.开关速度快, 关断时间短,耐压1kV1.8kV的约1.2us、600V级的约0.2us, 约为GTR的10%,接近于功率MOSFET, 开关频率直达100KHz, 开关损耗仅为GTR的30%。 IGBT将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体,
14、是极佳的高速高压半导体功率器件。 目前因应不同机种采了不同规格的IGBT,它们的参数如下: (1) SGW25N120-西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25时46A,100时25A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SKW25N120。 (2) SKW25N120-西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25时46A,100时25A,内部带阻尼二极管,该IGBT可代用SGW25N120,代用时将原配套SGW25N120的D11快速恢复二极管拆除不装。 (3) GT4
15、0Q321-东芝公司出品,耐压1200V,电流容量25时42A,100时23A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装。 (4) GT40T101-东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25时80A,100时40A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11
16、)后可代用GT40T301。 (5) GT40T301-东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25时80A,100时40A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装。 (6) GT60M303 -东芝公司出品,耐压900V,电流容量25时120A,100时60A, 内部带阻尼二极管。 2.2 电路方框图 2.3 主回路原理分析 时间t1t2时当开关脉冲加至Q1的G极时,Q1饱和导通,电流i1从电源流过L1,由于线圈感抗不允许电
17、流突变.所以在t1t2时间i1随线性上升,在t2时脉冲结束,Q1截止,同样由于感抗作用,i1不能立即变0,于是向C3充电,产生充电电流i2,在t3时间,C3电荷充满,电流变0,这时L1的磁场能量全部转为C3的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在Q1的CE极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压+电源电压,在t3t4时间,C3通过L1放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即变0,于是L1两端电动势反向,即L1两端电位左正右负,由于阻尼管D11的存在,C3不能继续反向充电,而是经过C2、D11回流,形成电流i4,在t4时
18、间,第二个脉冲开始到来,但这时Q1的UE为正,UC为负,处于反偏状态,所以Q1不能导通,待i4减小到0,L1中的磁能放完,即到t5时Q1才开始第二次导通,产生i5以后又重复i1i4过程,因此在L1上就产生了和开关脉冲f(20KHz30KHz)相同的交流电流。t4t5的i4是阻尼管D11的导通电流, 在高频电流一个电流周期里,t2t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4t5的i4是L1两端电动势反向时, 因D11的存在令C3不能继续反向充电, 而经过C2、D11回流所形成的阻尼电流,Q1的导通电流实际上是i1。 Q1的VCE电压变化:在静态时
19、,UC为输入电源经过整流后的直流电源,t1t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2t4,也就是LC自由振荡的半个周期,UC上出现峰值电压,在t3时UC达到最大值。 以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1t2的时间就越长,i1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;二是LC自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是Q1的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而
20、开关脉冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使Q1烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。 2.4 振荡电路 (1) 当G点有Vi输入时、2脚=0V时, V5等于D12与D13的顺向压降. 而当V6V5时,2脚=0v,V5亦降至D12与D13的顺向压降, 而V6则由C5经R54、D29放电。 (3) V6放电至小于V5时, 又重复(1) 形成振荡。 “G点的电压越高, 2脚处于ON的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小”。 2.5 IGBT激励电路 振荡电路输出幅度约4.1V的脉冲信号,此电压不能直接控制IGBT(Q1)的饱和导通及截止,所以必须通过激励电路将信号放大才行,该电
21、路工作过程如下: (1) V8 OFF时(V8=0V),V8V9,V10为低,Q8和Q3截止、Q9和Q10导通,+22V通过R71、Q10加至Q1的G极,Q1导通。 2.6 PWM脉宽调控电路 CPU输出PWM脉冲到由R6、C33、R16组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,C33的电压越高,C20的电压也跟着升高,送到振荡电路(G点)的控制电压随着C20的升高而升高, 而G点输入的电压越高, V7处于ON的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。 “CPU通过控制PWM脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路G的加热功率控制电压,控制了IGBT导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小”。 2.7
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