電磁爐的工作原理與維修（續(xù)）

第一單元 電磁加熱原理　　電磁爐是一種靠電磁場(chǎng)加熱食物的灶具。　　我們知道：家用電器中的變壓器工作時(shí)，鐵芯會(huì)發(fā)熱，如圖1所示。為防止發(fā)熱過多，浪費(fèi)電能。理論和實(shí)踐證明：渦流與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與交流電頻率的平方成正比。因此，電磁爐要達(dá)到一定的熱交換功率，必須有能產(chǎn)生高磁感應(yīng)強(qiáng)度的交變磁場(chǎng)線圈，還必須提高交流電的頻率以提高渦流功率。一般情況下，流過電磁爐線圈的交流電頻率在15KHZ——30KHZ之間。 電磁爐的工作原理是：當(dāng)線圈中通過高頻電流時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，在高頻交變磁場(chǎng)的作用下，鐵質(zhì)鍋底中產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流，鍋底迅速釋放出大量的熱量，達(dá)到加熱目的，其工作示意圖如圖2所示。　　為了能在線圈中形成15KHZ——30KHZ的高頻電流，電磁爐中設(shè)有變頻電路，就是將整流濾波后的直流電變換高頻交流電，其電路原理簡(jiǎn)圖如圖3所示。　　　　　　當(dāng)220V交流電經(jīng)DB1橋堆整流、L1和C1濾波后，形成+300V左右的直流電壓，經(jīng)線圈L2加到IGBT的漏極上，當(dāng)開關(guān)脈沖高電平到達(dá)IGBT的柵極時(shí)，IGBT導(dǎo)通，內(nèi)阻很小，電流由DB1的“+” -- L1 -- L2 --IGBT漏極--源極--地---DB1的“—”極，把電能轉(zhuǎn)化成磁能儲(chǔ)存在加熱線圈中。當(dāng)開關(guān)脈沖低電平到達(dá)IGBT的柵極時(shí)，IGBT截止，由于L2線圈中的電流不能突變，只能通過C2放電，即給C2充電，把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能，隨后電容C2又向L2放電，如此周而復(fù)始，形成諧振，直到下一個(gè)開關(guān)脈沖高電平到達(dá)IGBT的柵極時(shí)，又重復(fù)上述過程。L2線圈產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)，于是在鐵質(zhì)平底鍋底便產(chǎn)生了強(qiáng)大的渦流，鍋底迅速發(fā)熱，加熱結(jié)圈中的電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能。　　常用的幾種加熱器具對(duì)照表：　　加熱器具 液化器爐 普通電飯鍋（電炒鍋） 電磁爐　　加熱方式 氣體燃燒加熱（熱傳導(dǎo)） 電流通過電阻后發(fā)熱（熱傳導(dǎo)） 電磁感應(yīng)，鍋?zhàn)陨戆l(fā)熱　　效率 40% —— 50% 50% —— 60% 高于 80%　　有無有害氣體 有 無 無　　安全系數(shù) 低 中 高　　缺點(diǎn) 效率低、安全性差 效率低 電路復(fù)雜　　　　第二單元 電磁爐特殊元器件介紹　　一、陶瓷板：陶瓷板是微晶陶瓷板的簡(jiǎn)稱。主要作用是承載加熱鍋。處于加熱鍋底下面。　　二、加熱線圈：加熱線圈又稱為發(fā)熱線圈，但它不發(fā)熱，而是高頻諧振回路中的一個(gè)電感，嚴(yán)格地說是稱為高頻諧振線圈。外形為圓盤形，是由多股漆線絞合后以同心圓方式由內(nèi)到外繞27~33匝而成，中心安裝有感溫器支架用以安裝熱敏電阻，加熱線圈的下面安裝有多根磁條，用以會(huì)聚磁力線，減少磁力線外泄，如圖所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　元件好壞的判別　　一、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（或IGBT）好壞的簡(jiǎn)易判別方法　　1、原理圖　　　　　　　　2、實(shí)物圖　　　　　　　　3、判斷極性　　將萬用表撥在R×1KΩ擋，用萬用表測(cè)量時(shí)，將黑表筆固定接在某一電極上，另一表筆（紅表筆）分別接其它　　兩只管腳，若阻值均為無窮大，對(duì)調(diào)用紅表筆固定接在這一電極（原黑表筆接的那只管腳）上，另一表筆　　（黑表筆）分別接其它兩只管腳，若阻值均為無窮大，則固定不動(dòng)的那只表筆接的那只管腳為柵極。其余兩　　極再用萬用表測(cè)量，若測(cè)得阻值為無窮大，調(diào)換表筆后測(cè)量阻值較小。在測(cè)量阻值較小的一次中，則判斷紅　　表筆接的為漏極（D）；黑表筆接的為源極（S）。　　4、判斷好壞　　將萬用表撥在R×10KΩ擋，用黑表筆接IGBT 的漏極（D），紅表筆接IGBT 的源極（S），此時(shí)萬用表的指針　　指在無窮處。用手指同時(shí)觸及一下柵極（G）和漏極（D），這時(shí)IGBT 被觸發(fā)導(dǎo)通，萬用表的指針擺向阻值　　較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時(shí)觸及一下源極（S）和柵極（G），這時(shí)IGBT 被阻　　斷，萬用表的指針回到無窮處。此時(shí)即可判斷IGBT 是好的。　　注意：若進(jìn)第二次測(cè)量時(shí)，應(yīng)短接一下源極（S）和柵極（G）。　　任何指針式萬用表皆可用于檢測(cè)IGBT。注意判斷IGBT 好壞時(shí)，一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋，因R×1K　　Ω擋以下各檔萬用表內(nèi)部電池電壓太低，檢測(cè)好壞時(shí)不能使IGBT 導(dǎo)通，而無法判斷IGBT 的好壞。此方法同　　樣也可以用于檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的好壞。　　附圖　　　　　　　　IGBT 絕緣柵雙極晶體管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)簡(jiǎn)稱IGBT,是一種集BJT的大電流密度和MOSFET　　　　等電壓激勵(lì)場(chǎng)控型器件優(yōu)點(diǎn)于一體的高壓、高速大功率器件。　　　　目前有用不同材料及工藝制作的IGBT, 但它們均可被看作是一個(gè)MOSFET輸入跟隨一個(gè)雙極型晶體管放　　　　大的復(fù)合結(jié)構(gòu)。　　　　IGBT有三個(gè)電極(見上圖), 分別稱為柵極G(也叫控制極或門極) 、集電極C(亦稱漏極) 及發(fā)射極E(也稱源　　　　極) 。　　　　從IGBT的下述特點(diǎn)中可看出, 它克服了功率MOSFET的一個(gè)致命缺陷, 就是于高壓大電流工作時(shí), 導(dǎo)通電阻　　　　大, 器件發(fā)熱嚴(yán)重, 輸出效率下降。　　　　IGBT的特點(diǎn):　　1.電流密度大.　　2.輸入阻抗高, 柵驅(qū)動(dòng)功率極小, 驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。　　3.低導(dǎo)通電阻。.　　4.擊穿電壓高, 安全工作區(qū)大, 在瞬態(tài)功率較高時(shí)不會(huì)受損壞。　　5.開關(guān)速度快, 關(guān)斷時(shí)間短,耐壓1kV~1.8kV的約1.2us、600V級(jí)的約0.2us, 約為GTR的10%.　　　　代換ICBT時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：　　由于IGBT管工作在高電壓、大電流狀態(tài)，工作溫度高，易損壞，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在電磁爐故障維修中，IGBT管損壞占80%以上，而各廠家采用的IGBT管型號(hào)繁雜，有的廠家還把IGBT管型號(hào)標(biāo)注打磨掉，因此，維修中不得不考慮IGBT的代換。代換時(shí)應(yīng)注意以下二點(diǎn)：　　1、IGBT管的主要參數(shù)宜大不宜小，2000W以下的電磁爐可選用 大電流為20A—25A的IGBT管，2000W或2000W以上的電磁爐可選用 大電流為40A的IGBT管。　　2、應(yīng)區(qū)分IGBT管內(nèi)是否含有阻尼二極管，內(nèi)含有阻尼二極管的IGBT管可代換不含阻尼二極管的IGBT管，若用不含阻尼二極管的IGBT管代換內(nèi)含有阻尼二極管的IGBT管時(shí)，應(yīng)在新更換的IGBT管的漏極和源極之間并接一只快速恢復(fù)二極管，如圖所示。部分快速恢復(fù)二極管的型號(hào)及主要參數(shù)如表所示。　　　　　　　　　　電磁爐常用IGBT管型號(hào)和主要參數(shù)　　管子型號(hào) 高耐壓（ V ） 大電流（ A ） 管內(nèi)是否含有二極管　　20N 120CND 1200 20 有　　K25T120 1200 25 有　　G40N150D 1500 40 有　　5GL40N150D 1500 40 有　　G4PH50UD 1500 40 有　　GT40Q321 1300 40 有　　GT40T101 1000 40 無　　G40T101 1000 40 無　　GT40T301 1300 40 無　　ZQB35JA 1500 35 有　　G30P120N 1200 30 無　　GPQ25101 1000 25 有　　GT15J101 1000 15 無　　GT8Q191 1900 8 有　　GT50J101 1000 50 無　　GT50J102 1000 50 無　　GT50J301 1300 50 無　　GT60M104 1000 60 無　　GT60M301 1300 60 無　　GT75AN—12 1200 75 無　　15Q101 1000 15 有　　25Q101 1000 25 有　　80J101 1000 80 無　　JHT20T120 1200 20 有　　SKW25N120 1200 25 有　　　　二、DB1整流橋堆好壞的測(cè)量　　1、整流橋堆原理圖　　　　　　2、好壞的測(cè)量　　方法一：　　用萬用表R*1K檔，黑表筆接“—”端，紅表筆接“+”端，阻值在30K左右；對(duì)調(diào)表筆測(cè)量時(shí)，指針不動(dòng)，表明該橋堆是好的。　　方法二：　　1）、用表R*1K檔，黑表筆接其中的一個(gè)“~”端，紅表筆接“+”端，阻值在10K左右；再用黑表筆接其中的另一個(gè)“~”端，紅表筆接“+”端，阻值在10K左右；以上兩次測(cè)量，在對(duì)調(diào)表筆后測(cè)量時(shí)，指針不動(dòng)。　　2）、然后用黑表筆接“—”端，紅表筆分別接兩個(gè)“~”端時(shí)，阻值均在10K左右；以上兩次測(cè)量，在對(duì)調(diào)表筆后測(cè)量時(shí)，指針不動(dòng)。則表明此橋堆是好的。　　方法三：　　更好的方法是在線路板上直接測(cè)量（斷電測(cè)量），用R*1檔，方法同上，但阻值不同而已。　　三、二極管好壞的判別　　1、　　　　原理：二極管的單向?qū)щ娦浴！　　　　　?、 判別方法：　　用萬用表R*1K檔，黑表筆接P區(qū)（極），紅表筆接N區(qū)，阻值10K左右，當(dāng)對(duì)調(diào)表筆測(cè)量　　時(shí)阻值為無窮大，則表明該二極管是好的，否則壞的（指硅管）。

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