项目一 电饭锅原理与维修
随着人们生活水平的提高，各种家用电器进入千家万户。电饭锅是利用电流的热效应制成的，简单实用的电热炊具，也是最早进入家庭的电热电动器具之一。因为其结构简单，使用方便，已是家中的必备电器之一，因此同学们掌握电饭锅的基本原理以及常见故障的维修方法就极为重要与实用了，也为后期的学习打下良好的基础。
知识目标
（1）掌握常见电热元件的加热机理。
（2）明确电饭锅磁钢限温器的工作原理。
（3）掌握电饭锅的使用注意事项。
（4）了解模糊技术在电饭锅上的应用情况。
技能目标
（1）掌握自动保温型电饭锅的基本结构。
（2）能识别电饭锅中使用的元器件，并且能使用万用表检查电饭锅元器件的质量。（3）识读常见电饭锅的电路图，能分析并检修电饭锅的常见故障。
（4）认识电压力锅的主要部件的作用。
任务一 认识电饭锅的结构
任务分析
本单元主要学习常用电阻式电热元件的工作原理与特点。通过拆装电饭锅，认识电饭锅的主要结构，掌握主要元器件和部件的作用与检测方法。
基本知识
一、常见电热元件的分类及特点
目前市场上电热器具中，常用的电热元件的加热方式有电阻式加热、红外式加热、电磁感应式加热和微波加热。本章主要介绍电阻式、红外式、PTC电热元件，其他类型的电热元件将在后续课程中介绍。常用电热元件的特点和检测方法如表1-1所示。
表1-1 常用电热元件的特点和检测方法
1．电阻式电热元件的加热机理
电阻式电热元件，由金属或合金导体根据电流的热效应原理制成。按不同用途可加工成螺旋形、板形、管形、棒形和扁形等多种形状。封装形式有开启式、封闭式、半封闭式。电阻式电热元件，因结构简单，使用方便，在家用电热器具中应用很广。
2．红外式电热元件的加热机理
在电阻式加热的基础上，远红外线式电热元件利用红外辐射原理把可见光和近红外光转化为远红外辐射，比电阻式电热元件的加热效率高。常见的形式有电热合金、远红外电热管、远红外电热板等。
3．PTC电热元件的加热机理
利用半导体材料的正温度效应，当温度升到特定值（居里点）时，PTC材料的电阻值会显著增大，从而改变流过的电流大小，调节发热量。此类电热元件有良好的恒温特性。PTC电热元件一般加工成蜂窝电热元件式、带式、圆盘式等多种形状。
二、常见温控元件的分类及特点
温控元件的主要功能是控制加热元件的加热温度，保证电热器在一定温度范围内正常工作。目前在家用电器中常见的温控元件是双金属片温控元件和磁性温控元件，还有热敏电阻温控元件和PTC电热元件温控方式。四种温控元件的特点如表1-2所示。
表1-2 温控元件的特点
三、电饭锅的分类
电饭锅的分类如图1-1所示。
（1）从外形上分，根据电饭锅的锅盖是否与锅体分离，可以分为电饭锅和电饭煲。
（2）从控制方式上分，可以分为普通型机械控制式电饭锅和计算机控制式电饭锅。
（3）从电饭锅工作时锅内的压力大小可以分为常压式电饭锅和高压式电饭锅。
图1-1 电饭锅的分类
议一议
1.热敏电阻如何才能控制温度。
2.PTC元件与热敏电阻有哪些相同点和不同点。
基本技能
技能训练一 认识普通型电饭锅的结构
1．认识普通型电饭锅内外结构
1）普通型电饭锅的外部结构
普通型电饭锅的外部结构如图1-2所示。
图1-2 普通型电饭锅的外部结构
电饭锅各组成部件及作用如表1-3所示。
表1-3 电饭锅各组成部件及作用
2）普通型电饭锅的内部结构
普通型电饭锅的内部结构如图1-3所示。
图1-3 普通型电饭锅的内部结构
2．主要元器件的作用与检测
普通型电饭锅的主要部件的作用及检测方法如表1-4所示。
表1-4 普通型电饭锅的主要部件的作用及检测方法
技能训练二 认识电压力锅的结构
一、电压力锅的结构
电压力锅的外部结构图1-4所示。
图1-4 电压力锅的外部机构
二、压力电饭锅的内部结构
压力电饭锅的内部结构如图1-5所示。
1—电源线插座 2—温度保险电阻 3—加热器接线柱 4—压力传感器
5—内锅支承脚 6—双金属片温控开关 7—定时器 8—锅体压力检测膜 9—感温器
图1-5 压力电饭锅的内部结构
压力电饭锅的内部主要部件名称、结构和作用如表1-5所示。
表1-5 压力电饭锅的内部主要部件名称、结构和作用
知识拓展
1．其他类型的控温方式
（1）热电偶。将两种不同的金属导线的一端焊接到一起，称为工作端，另外的一端分离，称为自由端。当两端存在温度差的时候，自由端的两个导线间就存在一个电动势，将此电动势送至相关电路就可以显示出测量温度。目前数字万用表上普遍使用热电偶测量温度，使用时要注意热电偶的自由端有方向性，不可反向使用。
（2）记忆合金。记忆合金是一种颇为特别的金属，主要是镍钛合金。它极易被弯曲，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。
2．电饭锅的性能标准
电饭锅的主要检验项目如下：
（1）电气绝缘性能。电饭锅要有足够的电气绝缘，其带电部分和金属外壳之间的绝缘，应能承受住50Hz交流电压（冷态1500V，热态1000V）历时1min的耐压试验，不发生击穿和闪络现象。热态绝缘电阻不应低于1MΩ。
（2）潮态试验。电饭锅的潮态试验，在温度40±2℃，相对湿度为95±3%的恒温恒湿箱内，在不凝露的条件下，连续放置48h后，其潮态绝缘电阻不应低于0.5MΩ。潮态耐压应能承受交流1000V，历时1min，不发生击穿或闪络现象。
（3）接地电阻。电饭锅应有接地线，从接地线末端至外露金属壳体的电阻，不应大于0.2Ω。
（4）控温性能。电饭锅的温控元件，应能准确地控制温度，保证煮饭温度在 103±2℃时起作用。自动保温元件应在饭煮好后，冷至65±5℃时起作用。保温元件在工作温度下经1000h后，仍应能正常工作。
（5）热效率。在周围空气温度为23±5℃的室内进行测试时，电饭锅的热效率应不低于70%。测试方法按标准规定的方法进行。
（6）寿命。在额定电压下使用时，电饭锅的使用寿命不应低于1000h。
（7）泄漏电流。冷态泄漏电流不应大于0.5mA，潮态泄漏电流不应大于1mA。
任务二 检修电饭锅的常见故障
任务分析
如果要正确分析电饭锅的工作原理，首先应该读懂电饭锅的原理图。电饭锅加热时的温控电路方式很多，电路形式也不尽相同，下面我们来学习一下市场上主要的几种电饭锅的电路原理。
基本知识
一、采用双金属片恒温器保温的电饭锅工作原理
采用双金属片恒温器的普通自动恒温电饭锅电路原理图，如图1-6所示。该电路由电源、温度控制、短路保护、工作状态的显示和负载五部分组成。
图1-6 普通自动恒温电饭锅电路原理图
该类型电饭锅的温度控制是依靠磁钢限温器和热双金属片恒温器共同作用实现的。磁钢限温器是电饭锅的限温元件，安装在电热盘的中心处，其作用是在饭煮熟后自动断电，以免米饭被煮焦，而双金属片恒温器用于保持内锅中的食物温度维持在65±5℃左右。
插上电源后，由于双金属片恒温器所控制的触点（ST2）在温度低于保温温度时处于常闭状态，加热器加电工作（发热），同时加热指示灯HL1也点亮；按下加热开关按钮，磁钢限温器所控制的触点（ST1）闭合，电饭锅开始煮饭，当温度达到感温磁钢的居里点温度（103℃左右）时，紧贴锅内底的感温磁钢磁性减弱，结果永磁体因自身的重量及弹簧的弹力作用自行跌落，推动磁钢限温器所控制的触点（ST1）自动跳开；同时因为双金属片恒温器的常闭触点（ST2）在高于65℃时也处于断开状态，因此加热器断电而停止工作，指示灯HL1熄灭，表明锅内米饭已煮熟。加热器断电后，由于ST1、ST2都处于断开位置，保温指示灯HL2得电而点亮，显示处于保温状态。加热器的余热足以将饭菜焖至喷香可口的程度。随着时间的推移，锅内食物温度逐渐下降至低于65℃时，双金属片恒温器的常闭触点自动复位闭合，于是加热器又通电工作（HL1 亮，HL2 不亮），锅内的食物又开始升温；但当温度高于 65℃时，ST2的触点又断开。如此循环，就使锅内的米饭温度始终保持在65℃上下。
二、小功率保温器的电饭锅工作原理
小功率保温器自动保温电饭锅的电路原理如图1-7所示，其内部增加了一套小功率的保温加热器，用于保温阶段的加热，具体工作原理如下所述。
图1-7 小功率保温器自动保温电饭锅的电路原理图
煮饭时，保温加热器EH2与磁钢限温器ST1并联，保温器指示灯HL2不亮，小功率保温器EH2不发热。当饭熟后，磁钢限温器ST1动作，触点断开，此时保温加热器EH2和主加热器EH1串联接入到220V市电中，二者将对220V市电串联分压。由于EH1电阻很小，远小于保温加热器EH2的电阻值，因此分得的电压很小，只大约10V。220V交流电压几乎全部加在保温加热器EH2的两端，保温指示灯HL2亮，保温加热器EH2发热，电饭锅转入保温状态，直至拔下电源插头为止。
三、分析具有煮粥功能的电饭锅电路原理
普通电饭锅只具有煮饭和保温功能。煮粥时，使用煮饭加热功能，由于功率较大，很容易引起溢锅。在普通电饭锅的原电路上增加一支整流二极管即可实现煮粥防溢锅的功能，电路图如图1-8所示，具体工作原理如下所述。
图1-8 具有煮粥功能的电饭锅电路原理图
电路中二极管D，是一支整流二极管，要求正向平均电流不小于5A，反向击穿电压大于450V。开关ST3为煮粥功能开关，与整流二极管D并联，指示灯HL3为煮粥指示灯。当煮饭（蒸米）时，煮粥功能开关ST3闭合，将整流二极管短路，工作方式与普通保温电饭锅一样，煮粥指示灯不亮。当煮粥时，将功能开关拨于煮粥位置，即ST3断开，整流二极管D串入到主加热盘电路，流过加热盘中的电流为交流电的半个周期，发热量减少，不至于溢锅。当二极管截止期间，煮粥指示灯点亮。保温功能与普通电饭锅相同。
基本技能
技能训练一 电饭锅无电源指示、不加热的故障的检修
故障分析
由电饭锅的工作原理可知，出现无电源指示、不加热的故障，一般是电路的供电出现了断路性故障，个别情况时也可能是指示电路和加热电路同时出现故障。
故障检修
（1）在检修电饭锅故障之前应首先保证电源是良好的，可以用电笔或万用表验证电源插座是否正常。
（2）电饭锅出现无电源指示、不加热的故障的检修程序是先检查外部，后检查内部。具体检查方法如表1-6所示。
表1-6 元器件检测方法
技能训练二 电饭锅有电源指示，但不加热故障的检修
故障分析
由电饭锅的工作原理可知，出现有电源指示，但不加热的故障，说明电饭锅的外部供电正常，故障应在加热盘或供电导线。
故障检修
电饭锅有电源指示，但不加热故障的检修方法如表1-7所示。
表1-7 元器件检测方法
技能训练三 电饭锅煮不熟饭故障的维修
故障分析
电饭锅出现煮不熟饭的故障原因在于内锅的加热温度太低，故障点可能有：磁钢限温器性能不良，没有达到设定温度就动作；磁钢限温器的开关触点接触不良，导致主加热器不工作，只是副加热器加热，温度太低；内锅变形，使内锅受热不均匀也会造成该故障；内锅和加热盘之间有异物，使内锅受热不均匀造成该故障。
故障维修
在检修电饭锅煮不熟饭的故障时，维修程序如下。
（1）检查内锅是否完好，加热盘和内锅之间有无异物。检查方法如表1-8所示。
表1-8 电饭锅煮不熟饭的外部检查
（2）检查磁钢限温器开关触点是否烧蚀，是否接触不良，引起主加热器不导电不加热，而只是副加热器在工作，或者只是双金属片保温开关在控温，致使锅内温度不够，引起煮不熟饭。要对开关触点进行打磨处理，或校正弹簧片使触点能良好接触。
（3）在保证上述检查无误后，很多情况下是磁钢限温器限温温度不准，需要更换磁钢限温器。更换磁钢限温器的方法和步骤如表1-9所示。
表1-9 更换磁钢限温器的方法和步骤
技能训练四 电饭锅烧焦饭故障的检修
故障分析
电饭锅出现烧焦饭的故障原因在于内锅的加热温度太高，故障点可能有：磁钢限温器性能不良，达到设定温度也不能推动触点分离，不能切断加热盘的供电；电饭锅内锅变形，使内锅受热不均匀；内锅和加热盘之间有异物使内锅受热不均匀造成该故障。
故障检修
在检修电饭锅煮烧焦饭的故障时，维修程序如下。
（1）检查内锅是否完好，加热盘和内锅之间有无异物，并对其修理或更换。
（2）检查磁钢限温器。
① 检查磁钢限温器的杠杆是否灵活；
② 观察杠杆上的推动开关的推杆是否脱落，对其修理；
③ 观察当磁钢限温器动作后，磁钢限温器的开关触点是否粘连，并对其处理。
技能训练五 电饭锅漏电故障检修
故障分析
引起电饭锅漏电的原因主要有：电饭锅内的引线脱落，与金属部件相碰，引起漏电；电饭锅内的引线的绝缘层破损，引起漏电；电饭锅的加热器破损，引起漏电。
故障检修
（1）打开电饭锅的底盖，直观检查是否有引线脱落，引线的绝缘层是否破损，对其进行紧固处理，并重新做好绝缘。
（2）观察加热器是否破损，并用万用表检查加热器的引脚与外壳间的电阻，如果电阻不为∞，说明加热器已经漏电，必须加以更换。
项目评价
项目小结
（1）电热元件的加热方式有：电阻式加热、红外式加热、电磁感应式加热和微波加热。电阻式加热的电路简单，热效率低。红外式加热是用电阻式加热元件烘烤红外物质，使之产生远红外线，远红外线易于被人体吸收，加热的效率提高。
（2）温控元件用于控制电热元件的加热温度，主要有双金属片温控元件、磁性温控元件、热敏电阻温控和PTC电热元件温控四种方式。PTC元件具有加热控温双重作用，磁性温控器一般只能自动控温一次，双金属片温控器一般可以多次控温。
（3）目前电饭锅分为普通型电饭锅和压力式两种。普通型的保温加热方式有利用小功率副加热器的和利用双金属片温控元件控制主加热器工作温度两种形式。带煮粥功能的电饭锅在主加热器电路中串联了一个整流二极管，限制加热器的工作电流，控制发热量。电饭锅的主加热器是封闭式电阻式加热器封装在铝制的加热盘中，加大了散热面积。用磁钢限温器限制电饭锅的最高温度，当锅内的水分蒸发后就停止加热进入到保温状态。压力式电饭锅通过提高锅内的压力达到烧煮温度，提高热效率，采用了温控元件的同时，还用了限压和控制压力的安全措施。
（4）电饭锅的最常见故障是加热盘不发热，主要原因是温度保险烧断，加热盘开路，温控电路故障等原因，还要考虑到电源连接线内部导线折断的原因。
（5）烧焦饭和煮不熟饭的故障一般都是温控器工作不良引起的。
思考与练习
1．电热元件的加热方式有哪几种？
2．家用电热器具中主要采用了哪些温控元件，各自的控温机理是什么？有什么特点？
3．普通型电饭锅主要由哪些部件组成，各部分的作用是什么？
4．简述磁钢限温器的工作过程。
5．画出带副加热器的电饭锅电路图，并说明其工作原理。
6．电压力锅中采取了哪些安全措施，防止锅内压力过大伤人？
7．分析电饭锅无电源指示，不加热故障的原因可能是什么？
8．分析电饭锅烧焦饭的原因可能是什么。
9．有一电饭锅的加热盘发生塌陷，分析一下故障原因。