家用电器的自动控温原理介绍家用电器的自动控温原理介绍一、控温装置介绍 家用电器中的自动控温装置常用的有双金属片、压力式继电器、热敏电阻式继电器、PTC 发热 体等。 1、双金属片 图一为双金属片原理如，常温下双金属片呈平直状态，静动触头闭合，常用于电饭煲和饮水器。 它的工作原理为：当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的那边弯曲，电接头中的触点断开，电路 被切断，当温度下降到一定值时， 电接头中的触点重新闭合，如此反 复作用，来控制电路。 2、压力式继电器 常在电冰箱中应用，图二是它 的结构示意图，A、B 为两个接线 柱，C、D 分别为静、动触点，一般处于断开状态，E 为温 差调节螺丝，F 为温度高低调节凸轮，G 为感温包、H 为 感压腔，感温包和感压腔内充有一定量的气体，I 为弹簧。 它的工作原理为：当电冰箱内的温度升高时，感温包内压 强随之增加，感压腔缓慢向左凸，使动触点与静触点闭合， 工作电路被接通，冰箱开始制冷，当温下降时，感压腔内 压强下降，动静触点又被分离，制冷停止；如此反复，从 而把箱内温度自动控制在所规定的范围内。 3、热敏电阻式继电器 常在空调中使用，图三中 RP为调温电 阻，Rt为热敏电阻，电阻随温度上升而增 加，J 为继电器。它的工作原理为：安温 度升高时，由于热敏电阻阻值变大，所以 B 点电势升高。当 B 点电势升于某一值时， A 点输出高电平，三极管被接通，驱动继 电器 J 工作，吸合制冷工作电路开关 K， 空调开始制冷；当温度降到某一值时，B 点电势降低，A 点又输出低电平，继电器 断开，制冷工作电路停止工作，如此往复 控制温度。 二、常见家用电器控温原理介绍 （一） 、电饭煲 电饭煲是家庭中最常用的电器，原理图 也较简单，如图是“三角牌”自动西施煲 （电饭煲）的电路图。工作原理如下：当按 下手动按钮（AN）后，保温元件（BR） 、保 温指示灯（ZSD2）和 R3被短路，发热盘 R1 正常工作，煮饭指示灯（ZDS1）发出红光， 当加热温热达到 1030C 度，磁钢限温器 （XW：是磁钢限温开关，当温度达到R2L2R4R1R3L1KM（ （ （220VRD固定端膨胀系数大膨胀系数小电接头动触头静触头 图一GFECDBAHI图二RPRtBAJK制制 冷冷 工工 作作 电电 路路图三1030C（居里点）以下时，呈现出磁性物质特性，当高于居里点时，失去磁性）产生动作，手动按 钮被断开，保温指示灯被接入电路，发出黄光，发热盘两端电压下降，煮饭指示灯因电压太低而不 再发光，发热盘功率明显变小，起保温作用，当温度下降到 700C 左右时，保温元件（BR：双金属 片自动开关，当温度达度 70800C 时自动断开，当温度低于 700C 时自动闭合）闭合，保温指示灯 和 R3又被短路，发热盘又正常工作，煮饭指示灯又发出红光，当加热到 70800C 时，保温元件又 自动断开，发热盘功率又下降，如此往复，起到保温作用。RD 是超温熔断器，R2、R3是指示灯降 压电阻， 。图二是三角牌保温自动电饭锅的电路图，R1为发热体，R2为保温辅助发热板，KM 为限 温器，煮饭时按下，饭熟时自动断开，L1（红） 、L2（黄）分别为加热和保温指示灯，RD 为超温熔 断器，R3、R4为指示灯降压电阻。 （二） 、电冰箱 图是某型号长岭冰箱电路图（图中未画冬季温度补尝加热电路） ，XP 是电源插头，FS 是过载 保护器，M1是压缩机，EL 是灯，SB 是灯开并，SA 是温控器，PTC 是启动元件。它的自动控温装 置的核心是：温控器、PTC 启动元件和过载保护器。 温控器是一个继电器，常用的有压力式和 热敏电阻式两种，由于压力式温控器简单、可 靠、价低，在家用电冰箱中应用最为广泛（原 理如上，不再介绍） 。 启动继电器（图中 PTC 启动元件） ，它的 工作原理如下：当电动机刚接通时，PTC 元件 的温度较低，电阻值较小，启动绕组 CS 与运 行绕组 CM 一起在电动机绕组中产生旋转磁场， 使电动机转子启动运转，由于启动过程中的电 流是正常工作是数倍，故 PIC 元件在启动过程 中迅速发热升温，当温度高到居里点温度时， PTC 元件的电阻突然增大，达到数万欧，此时，启动绕组可近似地视为断路，而电动机也已正常运 行，从 PTC 的温度电阻特性可知，这种启动继电器的通、断性能取决于温度，因此，每次重新启 动压缩机的电动机时，一般要间隔 35 分钟。 过载保护器（FS） ，是由电阻加热器和双金属片等构成的继电器，当电动机接通电源因故不能 正常启动时，过大的电流会使电阻加热器温度剧烈升高，从而使双金属片变形，切断电路，起到保 护作用。 （三） 、饮水器 一般家庭饮水器有两类：热饮水器和冷热饮水器。 下图是安吉尔热饮水器的电路图，EH 是加热器件，S 是手动开关，ST1、ST2是两个温控器， LED1（绿）是保温指示灯，LED2（红）是加热指示灯，D1、D2为二板管，R1、R2为指示灯保护电 阻，FU 为熔断器；工作原理如下：ST1、ST2是两个常闭 型双金属片继电器，当手动开关 S 闭合时， LED1、D1、R1被 ST1短路，EH 和 LED2、D2、R2被接入 电路，加热器开始加热，加热指示灯 LED2发出红光；当 温度加热到 880C 左右时，温控器 ST1开始动作而断开， LED1、D1、R1被接入电路，保温指示灯发出绿光，而MM1FS SASBELPTCSCXP）S1S2ST1ST2SAEHR1R2R3LED1LED2D1 D2 PTCLNED2D1LED2EHST1ST2FU220VSLED1R2R1EH 和 LED2、D2、R2两端的电压下降，加热体的电功率变小，加热指示灯熄灭，当温度下降到 800C 左右时，温控器 ST1又接通，加热器又开始正常工作，通过温控器 ST1可以使水温控制在 80950C 左右；温控器 ST2的作用是：当电路因故而水温太高时，它自动断开电路起保护作用。 右上图是某冷热饮水器的电路图，S1、S2为手动的加热开关和制冷开关，ST1为自动复位温控 器，工作原理与热饮水器相同，ST2为手动式温控器，动作温度为 950C 左右，起保护作用；SA 为 制冷控温器，PTC 为压缩器起动元件，它们的制冷原理与冰箱类同。LED1（绿） 、LED2（红）为发 光二极管，D1、D2为二极管，R1、R2、R3为降压电阻。 （四） 、自动电热水瓶右图是希贵牌自动电热水瓶线路图，EH 为发热管，HL1（黄） 、HL2（红）分别为保温 和加热指示灯，PTC 为保温元件，ST 为温控 器，当加入冷水时，ST 闭合，当水煮水后， ST 自动断开，PTC 元件被接入电路，它与发 热管串联接入电路，PTC 的电阻随温度升高而 增大，电路中的加热功率减小，当温度降低时， 它的电阻减小，加热功率变大，起到自动保温 作用，能使水温保持在 830C 左右，当再次充 攻冷水时，ST 又闭合，发热管又开始以较大功率加热，它通过温控器和 PTC 保温元件使水温控制 在规定范围内。 （五） 、空调窗式空调目前市场上有两种：强电控制和弱电控制，强电控制是指控制线路的电源电压为 220V 或 380V，它的控制线路比较简单；而弱电控制是指控制线路主要由微电脑等控制，线路比较 复杂，超出了我们中学生的认识范围。 右图是强电控制的电热型窗式空调电气原理图（图 中未画出送风电气原理图） ，M 为压缩机，T 为温控器， Q 为过载保护器（工作原理与冰箱相同） ，C 为电容器， E 为电加热器，K2为可复性保护器（防止因故温度过高） ， F 为温度熔断器（防止因故加热电路中电流过大） ，K1为 选择开关。自动控温的核心是：温控器，空调上使用的 温控器也有两类：机械式和电子式，机械式温控器原理 与冰箱相同，它的控温精度比较差；电子式温控器采用 热敏电阻，当温度升高时，热敏电阻的阻值降低，反之 升高，它与机械式相比有温控精度高、反应灵敏、使用 方便等优点。 六、练习 例 1：图为在 10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2k，R2=1.5k，R3=4k，R4为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图五所示，当 a、b 端电压 Uab0 时，电压 鉴别器使 S 断开，M MCFK2ECHLQ12K1HL1 HL2EHPTCST电 压鉴别器电热丝R1R2R3R4S220V abt/R4/K01234510 20 30 406050停止加热。则恒温箱内的温度大约恒定在 。 （25）例 2：如图为自动电热水器的电气原理图，K 为常 闭型开关，动作温度为 800C 左右，请根据它的工作原理 回答下列问题： （1）R1、R2的阻值应 R 的阻值；（填大于、 小于、接近、远远大于、远远小于、都可以） （2）完成下表元件元件加热开始加热开始温度达到温度达到 1000C 左右左右温度降到温度降到 800C 前前温度低于温度低于 800C 以以 后后KRL1L2例 3：图为某“三角牌”电饭煲电路图， RD 为热熔断丝，R1为发热体，R2、R3为指 示灯降压电阻，阻值约 10K，ZSD1（红） 为加热指示灯，ZSD2（黄）为保温指示灯， AN 为手动按钮，XW 为磁钢限温开关，当温 度达到 1030C（居里点）以下时，呈现出磁 性物质特性，当高于居里点时，失去磁性， KM 为双金属片自动开关，当温度达度 70800C 时自动断开，当温度低于 700C 时 自动闭合。请根据原理图完成下表格。 元件元件煮饭开煮饭开 始始温度达温度达 70800C温度达温度达 1030C温度降至温度降至 700C 前前温度低于温度低于 700C 后后ANXWBRR1ZSD1ZSD2RL1L2KR1R2R1KMZSD2R3ANXWR2ZSD1RD （ （ （220V