项目五 电磁炉的维修

项目五 电磁炉的维修项目目标1.了解电磁炉的结构。

2.理解电磁炉的加热及温控原理。

3.能识别电磁炉的主要器件并判断其好坏。

4.能正确拆装电磁炉。

5.能排除电磁炉的常见故障。

项目描述电磁炉是一种利用电磁感应原理进行电热转换的炊具。

与电炉、煤气灶等相比，电磁炉具有安全可靠、无明火、热效率高、清洁卫生、温度控制准确、使用方便等优点，越来越多地走进现代家庭的厨房。

常见外形如图5-1所示。

本项目主要通过对电磁炉结构及原理的介绍，并在教师带领下拆装电磁炉,使学生熟悉电磁炉的结构及主要器件，掌握它的拆卸、安装方法，了解其工作原理及典型电路。

能运用常用的工具，掌握电磁炉的加热线圈、整流器、大功率输出器、滤波电容器等主要部件的检测方法，判断主要器件的好坏。

能从故障现象出发,分析故障原因，掌握排除电磁炉常见故障的方法。

项目实施任务一 认识电磁炉 一、电磁炉的分类电磁炉按照励磁线圈中工作电流的频率，分为工频电磁炉（50HZ）和高频电图5-1 常见电磁炉外形磁炉（15KHZ 以上）。

工频电磁炉无需进行电流频率的变换电路，电路简单，但需要特殊的复合材料制成的烹饪锅具才能进行工作，而且体积大、效率低、振动性大、噪声大，因此主要应用于工业电炉中。

民用电磁炉一般应用高频电磁炉。

高频电磁炉的电路复杂，但是体积小巧、效率高、振动噪声小。

本项目主要以高频电磁炉为例进行讲解。

二、电磁炉的结构电磁炉主要由感应加热线圈（又称励磁线圈）、铁磁材料为锅底的炊具及控制系统等组成。

当感应加热线圈通过交流电时，在线圈周围会产生交变磁场。

这个交变磁场的磁感应线经过锅底形成回路，从而在锅底产生感应电流——涡流。

因锅底本身具有一定的电阻，涡流流过时,便会产生焦耳热,最终实现电—热之间的转换。

用产生的热能对锅中的食物加热。

电磁炉的结构简图如图5-2所示。

高频电磁炉一般为厚度小于80 mm 的薄形台式结构。

图5-3是其内部结构图。

主要由面板，感应加热线圈，主电路板，控制电路板，操作、显示电路板,排气扇等组成。

图5-2 电磁炉的结构简图1.灶面板灶面板的作用是支撑烹饪锅。

它一般用4 mm 厚的结晶陶瓷玻璃（又称微晶玻璃）制成。

这种材料具有良好的绝缘性能、机械硬度、耐热性、抗热冲击性、抗机械冲击性能，且耐水、耐腐蚀，在高温环境中使用沾水不爆裂，导热性能好。

2.感应加热线圈感应加热线圈如图5-4所示。

外形为平板状、碟形，直径为150 mm 左右，被固定在塑料架上，由多股漆包线绕制而成。

要求有较小的电阻和较大的自感系数。

为会聚磁场，防止电磁能从加热线圈下方泄漏,在加热线圈的底部固定六根按磁感应线方向排列的铁氧体扁磁棒。

电磁灶工作时，加热线圈是完成LC 振荡的重要器件之一，也是将电场能转换为磁场能的关键器件。

在加热线圈的中心有一个温度传感器用于检测工作时的灶面温度。

它是一个负温度系数的热敏电 阻，常温下的电阻为100 k Ω左右。

图5-3 高频电磁炉内部结构 (b)背面3.主电路板主要包含桥式整流器、滤波电容、扼流圈、大功率输出管(IGBT 管)等器件。

如图5-5所示。

由于桥式整流器和IGBT 管的工作电流较大，所以将其安装在散热器上。

4.大功率桥式整流器大功率桥式整流器的内部含有四个整流二极管。

滤波电容的容量一般为5uF左右，耐压在400 V 以上。

如图5-6所示。

5.大功率输出管（IGBT 管）大功率输出管内部由场效应管和大功率双极型晶体管构成，称为绝缘栅双极型晶体管，简称 IGBT 管。

它的外形及电路符号如图5-7所示。

IGBT 管结合场效应管的优点与双极型大功率晶体管的大电流、低导通电阻特性，是一种高速高压半(a) 外形(b) 电路符号 图5-6 大功率桥式整流器导体功率器件，被广泛应用在电磁灶上。

IGBT 管有三个极，分别称为控制极（又称栅极或门极）G 、集电极C 及发射极E 。

6.控制电路板在控制电路板上，有降压变压器、集成电路（微处理器、电压比较器等）、晶振、蜂鸣器、晶体管及阻容元件等,由振荡、激励、脉冲控制、保护等单元组成 如图5-8所示。

7.控制、显示电路板操作、显示电路板固定在面板下面，外形如图5-9所示。

在它上面安装有控制按键、加热温度高低显示、时间设定显示器件等。

控制按键一般都采用小型轻触式按键，显示器件采用发光二极管（LED )或LED 数码管。

（a ）外形无阻尼二极管 有阻尼二极管（b ）电路符号图5-7 IGBT 管图5-8 控制电路板8.排气扇：电磁炉电路中的整流管、加热线圈、大功率输出管等在工作时 发热量大，一般需采用由电动机驱动的排气扇帮助散热。

排气扇 的外形如图5-10所示。

四、基本工作原理在高频电磁炉中，流过高频感应加热线圈的电流是高频电流，即电路先将50HZ 的市电变为脉动的直流电，再转换为15KHZ 以上的高频交流电。

下面以图5-11所示的主控电路为例，说明高频电磁炉的基本工作原理。

图5-9 控制、显示面板图5-10 排气扇市电经整流电路整流变为直流电。

L2、C2组成LC滤波电路。

功率开关管VT 由控制与保护电路输出矩形脉冲控制。

VT导通时，加热线圈L1的电流迅速增加。

VT截止时，L1、C1进行串联谐振，L1右端对地产生高压正脉冲。

当该脉冲降至零时，驱动脉冲再次加到VT基极，使其导通。

此电压电流形成高频电磁场，导致锅体底部产生感应涡流，加热锅体。

一般高频电磁炉还设置完善的保护电路，确保电磁炉能正常工作。

电磁炉保护电路中，通过电流互感器取样检测是否出现电流过大;通过热敏电阻检测灶面和大功率输出管是否过热。

将检测信号分别比较、放大处理后，输人控制电路中的微处理器，由它去控制振荡电路。

如果不符合正常条件,会使振荡电路停振，IGBT 管因没有触发信号而停止工作,从而实现对电磁灶的自动保护。

操作指令可通过面板上的按键来设置。

当按下某一操作键后，操作显示电路会将指令传递给微处理器。

微处理器根据所接收到的指令信息对电磁炉的工作进行控制。

在工作过程中，微处理器还会将电磁炉的工作状态信号送到操作显示电路进行显示。

报警电路用于在电磁炉出现过压、过载情况时，发出报警信号。

例如，炉温过高或电磁炉工作时在表面未检测到铁质炊具时,报警电路会发出报警信号，驱动蜂鸣器发声。

任务二电磁炉的拆装及主要器件的检测一、拆装电磁炉1.主要器材:高频电磁灶一台；万用表、兆欧表、电烙铁、大小螺丝刀、尖嘴钳、钢丝钳等。

如图5-12所示。

1.将电磁炉倒放在垫有软布的桌上。

旋下底座与上盖的紧固螺钉，启开上、下盖后，拔下操作、显示电路板与控制电路板之间的接插件，将上盖取下，可以观察到图5-2所示的内部器件分布。

2.用螺丝刀旋下感应加热线圈支架与底座的紧固螺钉，拆开感应加热线圈的连接线，并将线圈中心处的热敏电阻与控制电路板之间的接插件拔下（注意记下相互连接关系），取下感应加热线圈。

3.旋下排气扇固定螺钉,拆开连接导线，取出排气扇。

4. 拆掉电源与主电路板的连接线，并拔下主电路板与控制电路板之间的接插件（注意记下相互连接关系）,旋下主电路板上的紧固螺钉,取出主电路板。

5.如发现或判断大功率桥式整流器或大功率输出管（IBGT管）损坏，则可进一步拆卸。

由于桥式整流器和IGBT管都是用螺钉固定在散热器上。

为保证良好的接触和导热性，桥式整流器和IGBT管与散热器之间还涂有硅脂。

拆卸时，先用电图5-12 电磁炉的拆装器材烙铁焊开各引脚与电路板的连接，然后旋下固定螺钉，便可取下桥式整流器和IGBT管。

6.安装桥式整流器和IGBT管时,要先在桥式整流器或IGBT管与散热器之间涂好硅脂，再安装好紧固螺钉。

最后再逐个焊好引脚。

7.控制电路板或操作、显示电路板的拆卸比较简单。

先分离与其他电路板之间的连接线，然后旋下固定螺钉,便可取出电路板。

8.安装时,先安装控制电路板、排气扇、主电路板,然后再安装感应加热线圈。

一般是先安装好紧固螺钉，然后再连接电路。

9.最后将上、下盖盖好，旋紧两者之间的紧固螺钉。

拆开电磁炉后，观察内部结构，并做好以下记录。

加热线圈的检测一般先采用直观检查法，即先看一下是否有断线或烧焦的痕迹，再用万用表 Rxl挡测量它的电阻。

加热线圈的阻值一般较小（接近于0)，如测得的结果很大，说明加热线圈损坏。

电磁炉的桥式整流器内部由四个二极管组成。

可用万用表Rx 100挡或Rx lk 挡测量每一个整流二极管（VD1 ~ VD4)的正、反向电阻。

正向电阻应很小，反向电阻应为∞。

如某个二极管的正、反向电阻都很小，说明PN结已击穿；如正、反向电阻都为∞,则该PN结已断路。

桥堆内部只要有一个二极管损坏,则应更换该桥堆。

IGBT管工作在高电压、大电流下，属于易损件。

电磁灶整机故障大部分都是因IGBT管损坏引起的。

且损坏形式大多数为击穿,少量为断路。

判断IGBT管的好坏可用万用表电阻挡测量。

正常时，G极与E极间、G极与C 极间正、反向电阻均为无穷大。

内含阻尼二极管的，正常时E、C极间正向电阻为4 kΩ左右；内部无阻尼二极管的，C、E极间正向电阻值为50 kΩ左右。

如测得两引脚间正、反向阻值都很小，说明它已击穿。

如IGBT管损坏，则只能更换。

最好用同型号的IGBT管替代。

如没有同型号电炉，要选择最大电流为20 A、耐压≥1200V的IGBT管;功率为1800 W的电磁炉，要选择最大电流为25 A、耐压≥1200 V的IGBT管；功率超过2000 W的电磁炉，要选择最大电流为40A的IGBT管。

还要注意其内部有无阻尼二极管。

用内含阻尼二极管的IGBT管替换内无阻尼二极管的IGBT管时，要将原IGBT管的E、C极间并联的高速恢复二极管去掉;用内无阻尼二极管的IGBT管替换内有阻尼二极管的IGBT 管时，在E、C极间加装同样功率的快速恢复二极管，且二极管的负极接IGBT管的C极，二极管的正极接IGBT管的E极。

五、高压滤波电容器的检测电磁炉的高压滤波电容器一般为几微法，耐压在400V以上。

应选用万用表的Rxlk挡来判断滤波电容器的好坏。

先用金属螺丝刀将电容器的两个电极短接,使之放电。

然后用万用表的两个表笔与电容器的两个引脚接触，如果指针向右偏转一个角度后逐渐返回到起点（∞处），说明该电容器完好。

否则表明电容器损坏，只能更换。

六、热敏电阻的检测高频电磁炉上通常都用负温度系数的热敏电阻来检测灶面温度和大功率输出管（IGBT管）的温度。

一旦失灵，便会影响电磁炉的正常工作。

热敏电阻的损坏形式有开路、短路、阻值漂移等。

判断热敏电阻是否正常，可用万用表的电阻挡检测。

先测其在常温下的电阻，应为70 ~100 kΩ。

如很小或不通，均为不正常。

然后，将它靠近热源（如用电吹风对着它吹），用万用表监测其阻值是否会随着温度的升高而明显减小。

如有,说明完好;否则表明已损坏.测灶面温度，将直接影响到控制电路对灶面温度的判断及自动停机、加热、保温、防干烧等指令。