./第一節(jié)常用電熱材料一、電熱基礎知識電熱器具是利用電能轉(zhuǎn)化成熱能的原理而制成各種器具的統(tǒng)稱。在家用電器中,電熱器具占有25％～35％的比例,如生活中常用的電熨斗、電飯鍋、電烤箱、電熱毯、遠紅外線輻射取暖器、電磁灶、微波爐等電熱器具。

近幾年,隨著電子技術的發(fā)展及微電腦的廣泛應用,電熱器具進入了一個新的發(fā)展階段,性能也越來越完善。利用電熱比利用其它熱源有下述優(yōu)點：

⑴熱效率高,約為50％～95％〔煤的熱效率為12％～20％,液體燃料為20％～40％,氣體燃料為50％～60％。

⑵控溫方便,精確度高,容易實現(xiàn)自動控制。

⑶清潔衛(wèi)生,無煙灰,不產(chǎn)生有害氣體,不污染環(huán)境。

⑷使用方便,與其它熱源相比,無明火,且有安全保護裝置,更加安全可靠。一旦發(fā)生故障,因其結構簡單,也易于維修。

⑸熱慣性小。

㈠電熱器具的類型：

家用電熱器具按其用途大體可分為：廚房器具〔如電飯鍋、微波爐、電熱消毒柜、電熱水壺等、取暖用具〔電熱褥、電取暖器、電熱餅等、整容美發(fā)用具〔電吹風、電熨斗等、其它器具〔如烘干機、除濕器等

按加熱方式的不同,電熱器具大體可分為電阻式加熱器、遠紅外式電熱器具、電磁感應式加熱器具及微波式電熱器具。

1、電阻式電熱器具

電阻加熱是電熱器具的主要加熱形式。它是利用電流的熱效應進行加熱的。對被加熱的物體來說,可分為直接加熱和間接加熱兩種。

2、遠紅外式電熱器具

遠紅外式電熱器具是在電阻式加熱器具的表面涂有遠紅外輻射涂料,通電加熱時輻射出紅外線來,從而達到加熱的目的。這類電熱器具的特點是熱效率高。常見的遠紅外式電熱器具有紅外輻射取暖器、消毒碗柜等,加熱器是由特制的、能輻射遠紅外線的熱管制成的。該熱管的材料一般為搪瓷材料,經(jīng)表面處理使其黑化,或在外表面上涂有遠紅外線涂料。當電流通過這樣的電熱管時,以波長3～1000μm輻射遠紅外線,被烤箱內(nèi)食品所吸收,繼而食品內(nèi)部分子發(fā)生振動,產(chǎn)生熱能,達到加熱的目的。這種烤箱的熱效率比電阻絲電烤箱高20％～30％。

3、電磁感應加熱器具

電磁感應加熱器具是利用電磁感應來加熱的。鐵磁材料放在交變磁場中,就能產(chǎn)生渦流,渦流在導體內(nèi)部會克服內(nèi)阻作回旋流動產(chǎn)生熱量。利用這種方式加熱的典型產(chǎn)品是電磁灶。

在電磁灶中,因工頻電磁灶〔50～60Hz易產(chǎn)生振動和噪音,所有家用電磁灶一般都采用1500Hz以上的高頻電磁灶。

4、微波式電熱器具

微波是波長1mm～1m的電磁波,頻率相應為300MHz～300000MHz。食物是吸收微波的一種介質(zhì),在微波輻射之下,食物中水分子隨微波頻率的變化,在1s內(nèi)作二十幾億次〔2.450GHz的擺動,食物中水分子之間的摩擦十分劇烈,從而產(chǎn)生足夠的熱量。微波爐就是微波加熱的典型器具。第二節(jié)電阻式電熱元件開啟式螺旋形電熱元件這類元件是電熱絲繞制成螺旋狀后嵌在絕緣或絕熱材料制成的盤面凹槽里或?qū)Ｓ弥Ъ苌?電熱絲直接裸露在空氣中,發(fā)出的熱量主要以輻射和對流的方式傳給欲加熱物件。

這種發(fā)熱元件具有加熱迅速、結構簡單、價格便宜、維修方便等優(yōu)點。缺點是：因其電阻絲裸露,電熱絲本身帶電,安全性差,稍有不慎而觸及時,往往造成電擊事故。它的工作溫度約為800～850℃,碰到易燃物體易燃燒；電阻絲裸露在空氣中易氧化,使用壽命短。

②罩蓋式電熱元件圖

該類元件是將電熱絲放置在罩蓋中,常見的形式如圖02-07所示的兩種,其中〔a多用于電灶中,而〔b則多用于普通型電熨斗。

常見的罩蓋式電熱元件

③封閉式管狀電熱元件

這類元件是將電熱絲置于絕緣導熱材料的封閉系統(tǒng)內(nèi),下圖是常見的外形不同的幾種密閉式管狀電熱元件〔簡稱電熱管。④特殊電阻式電熱元件

第三節(jié)遠紅外輻射器遠紅外電熱元件遠紅外電熱元件有管狀遠紅外元件、板狀遠紅外元件、紅外線燈等。管狀遠紅外電熱元件又分為金屬管狀遠紅外元件和石英管狀遠紅外元件兩種。圖02-09〔a是石英管狀遠紅外元件結構示意圖。紅外線燈的結構見圖02-09〔b。

圖02-09遠紅外電熱元件結構圖

PTC電熱元件

PTC<PositiveTemperatureCoefficient>元件是一種具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻。PTC電熱元件的優(yōu)越特性使其在電熱水器、電吹風機、電暖器等電熱器具中廣泛應用。PTC電熱元件的電阻率與溫度的特性曲線如圖02-010所示。從圖中可以看出,當溫度在TM以下時,呈現(xiàn)普通半導體特性,也就是當半導體陶瓷溫度升高時電阻下降,為負溫度系數(shù)；當溫度升到TC<居里點>與TN之間這一段范圍內(nèi)時,其電阻隨著溫度升高而急劇上升幾個數(shù)量級<103～105倍>,呈現(xiàn)出強烈的正溫度系數(shù)特性。這種阻值異常變化的現(xiàn)象稱為PTC特性。

圖02-10PTC電熱元件的電阻率與溫度的特性曲線

通過對PTC元件的電阻率與溫度特性分析可以看出,其受電源電壓波動的影響很小。使用不同電源電壓時,只要電壓能為PTC元件提供足夠的發(fā)熱量,使元件達到居里點的溫度,就不會對元件的工作溫度產(chǎn)生影響。而且這種特殊半導體元件是采用陶瓷工藝制成的,電熱元件不氧化,使用壽命長；利用陶瓷技術可制成不同形狀及各種外形尺寸,結構靈活；發(fā)熱量可隨環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)。當PTC元件結構等確定以后,散熱系數(shù)和最高工作溫度便確定了。如周圍溫度升高,發(fā)熱量會減小；反之發(fā)熱量會相應增大。PTC電熱元件具有很多優(yōu)點,因此得到了迅速發(fā)展,并正在取代傳統(tǒng)的電熱元件。

在實際應用中,對不同功能的PTC元件的居里溫度點有不同的要求。在元件的制作過程中,可通過制作工藝和添加不同材料來改變其居里溫度點。例如：在鈦酸鋇中摻入鍶<Sr、錫<Sn>,可使居里點朝低溫側(cè)移動；摻入鉛<Pb>則使居里點朝高溫側(cè)移動。目前,實際產(chǎn)品一般在－30～265℃范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

第四節(jié)電力電子器件電力晶體管GTR是一種電流控制的雙極雙結大功率、高反壓電力電子器件,具有自關斷能力,產(chǎn)生于本世紀70年代,其額定值已達1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具備晶體管飽和壓降低、開關時間短和安全工作區(qū)寬等固有特性,又增大了功率容量,因此,由它所組成的電路靈活、成熟、開關損耗小、開關時間短,在電源、電機控制、通用逆變器等中等容量、中等頻率的電路中應用廣泛。GTR的缺點是驅(qū)動電流較大、耐浪涌電流能力差、易受二次擊穿而損壞。在開關電源和UPS內(nèi),GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT所代替。它的符號如圖1,和普通的NPN晶體管一樣。電力晶體管的結構電力晶體管<GiantTransistor>簡稱GTR又稱BJT〔BipolarJunctionTransistor,GTR和BJT這兩個名稱是等效的,結構和工作原理都和小功率晶體管非常相似。GTR由三層半導體、兩個PN結組成。和小功率三極管一樣,有PNP和NPN兩種類型,GTR通常多用NPN結構。[1]電力晶體管工作原理在電力電子技術中,GTR主要工作在開關狀態(tài)。GTR通常工作在正偏<Ib>0>時大電流導通；反偏<Ib<0=時處于截止狀態(tài)。因此,給GTR的基極施加幅度足夠大的脈沖驅(qū)動信號,它將工作于導通和截止的開關狀態(tài)。電力晶體管特點l輸出電壓可以采用脈寬調(diào)制方式,故輸出電壓為幅值等于直流電壓的強脈沖序列。2載波頻率由于電力晶體管的開通和關斷時間較長,故允許的載波頻率較低,大部分變頻器的上限載波頻率約為1.2～1.5kHz左右。3電流波形因為載波頻率較低,故電流的高次諧波成分較大。這些高次諧波電流將在硅鋼片中形成渦流,并使硅鋼片相互間因產(chǎn)生電磁力而振動,并產(chǎn)生噪音。又因為載波頻率處于人耳對聲音較為敏感的區(qū)域,故電動機的電磁噪音較強。4輸出轉(zhuǎn)矩因為電流中高次諧波的成分較大,故在50Hz時,電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩與工頻運行時相比,略有減小。電力晶體管的基本特性<1>靜態(tài)特性共發(fā)射極接法時可分為三個工作區(qū)：①截止區(qū)。在截止區(qū)內(nèi),iB≤0,uBE≤0,uBC<0,集電極只有漏電流流過。②放大區(qū)。iB>0,uBE>0,uBC<0,iC=βiB。③飽和區(qū)。iB>Ics/β,uBE>0,uBC>0,iCS是集電極飽和電流,其值由外電路決定。結論：兩個PN結都為正向偏置是飽和的特征。飽和時,集電極、發(fā)射極間的管壓降uCE很小,相當于開關接通,這時盡管電流很大,但損耗并不大。GTR剛進入飽和時為臨界飽和,如iB繼續(xù)增加,則為過飽和,用作開關時,應工作在深度飽和狀態(tài),這有利于降低uCE和減小導通時的損耗。<2>動態(tài)特性GTR在關斷時漏電流很小,導通時飽和壓降很小。因此,GTR在導通和關斷狀態(tài)下?lián)p耗都很小,但在關斷和導通的轉(zhuǎn)換過程中,電流和電壓都較大,所以開關過程中損耗也較大。當開關頻率較高時,開關損耗是總損耗的主要部分。因此,縮短開通和關斷時間對降低損耗、提高效率和提高運行可靠性很有意義。電力晶體管的主要參數(shù)<1>最高工作電壓<2>集電極最大允許電流ICM<3>集電極最大允許耗散功率PCM<4>最高工作結溫TJM二次擊穿和安全工作區(qū)<1>二次擊穿二次擊穿是影響GTR安全可靠工作的一個重要因素。當GTR的集電極電壓升高至擊穿電壓時,集電極電流迅速增大,這種首先出現(xiàn)的擊穿是雪崩擊穿,被稱為一次擊穿。出現(xiàn)一次擊穿后,只要Ic不超過與最大運行耗散功率相對應的限度,GTR一般不會損壞,工作特性也不會有什么變化。但是實際應用中常常發(fā)現(xiàn)一次擊穿發(fā)生時如不有效地限制電流,Ic增大到某個臨界點時會突然急劇上升,同時伴隨著電壓的突然下降,這種現(xiàn)象稱為二次擊穿。防止二次擊穿的辦法是：①應使實際使用的工作電壓比反向擊穿電壓低得多。②必須有電壓電流緩沖保護措施。[1]<2>安全工作區(qū)以直流極限參數(shù)ICM、PCM、UCEM構成的工作區(qū)為一次擊穿工作區(qū),以USB<二次擊穿電壓>與ISB<二次擊穿電流>組成的PSB<二次擊穿功率>是一個不等功率曲線。為了防止二次擊穿,要選用足夠大功率的GTR,實際使用的最高電壓通常比GTR的極限電壓低很多。第四節(jié)電力電子器件晶閘管晶閘管〔Thyristor是晶體閘流管的簡稱,又可稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅；1957年美國通用電器公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化；晶閘管是PNPN四層半導體結構,它有三個極：陽極,陰極和門極；晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中晶閘管導通條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管,雙向晶閘管,逆導晶閘管,光控晶閘管等。它是一種大功率開關型半導體器件,在電路中用文字符號為"V"、"VT"表示〔舊標準中用字母"SCR"表示。晶閘管〔Thyristor是一種開關元件,能在高電壓、大電流條件下工作,并且它的其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中,是典型的小電流控制大電流的設備。1957年,美國通用電器公司開發(fā)出世界上第一個晶閘管產(chǎn)品,并于1958年使其商業(yè)化。[1]結構它是由一個P-N-P-N四層<4layers>半導體構成的,中間形成了三個PN結。按關斷、導通及控制晶閘管按其關斷、導通及控制方式可分為普通晶閘管〔SCR、雙向晶閘管〔TRIAC、逆導晶閘管〔RCT、門極關斷晶閘管〔GTO、BTG晶閘管、溫控晶閘管〔TT國外,TTS國內(nèi)和光控晶閘管〔LTT等多種。按引腳和極性晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。按封裝形式晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中,金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。按電流容量分類晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常,大功率晶閘管多采用陶瓷封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。按關斷速度晶閘管按其關斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管,快速晶閘管包括所有專為快速應用而設計的晶閘管,有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管,可分別應用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中?！矀渥ⅲ焊哳l不能等同于快速晶閘管第四節(jié)電力電子器件晶閘管工作原理晶閘管在工作過程中,它的陽極〔A和陰極〔K與電源和負載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。半控型晶閘管的工作條件：1.晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2.晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通。這時晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。3.晶閘管在導通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導通,即晶閘管導通后,門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。4.晶閘管在導通情況下,當主回路電壓〔或電流減小到接近于零時,晶閘管關斷。全控型晶閘管的工作條件：1.晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2.晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓〔或電流的情況下晶閘管才導通。這時晶閘管處于正向?qū)顟B(tài)。3.一旦晶閘管開始導通,它就被鉗住在導通狀態(tài),而此時門極電流可以取消。晶閘管不能被門極關斷,像一個二極管一樣導通,直到電流降至零和有反向偏置電壓作用在晶閘管上時,它才會截止。當晶閘管再次進入正向阻斷狀態(tài)后,允許門極在某個可控的時刻將晶閘管再次觸發(fā)導通。[2]4工作過程晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結圖1,可以把它中間的NP分成兩部分,構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管圖2當晶閘管承受正向陽極電壓時,為使晶閘管導通,必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此,兩個互相復合的晶體管電路,當有足夠的門極電流Ig流入時,就會形成強烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導通,晶體管飽和導通。設PNP管和NPN管的集電極電流相應為Ic1和Ic2；發(fā)射極電流相應為Ia和Ik；電流放大系數(shù)相應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設流過J2結的反相漏電電流為Ic0,晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0若門極電流為Ig,則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig從而可以得出晶閘管陽極電流為：I=<Ic0+Iga2/〔1-〔a1+a2〔1—1式硅PNP管和硅NPN管相應的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。當晶閘管承受正向陽極電壓,而門極未受電壓的情況下,式〔1—1中,Ig=0,<a1+a2很小,故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結,從而提高起點流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結,并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發(fā)射極電流增加而〔a1+a2≈1時,式〔1—1中的分母1-〔a1+a2≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式〔1—1中,在晶閘管導通后,1-〔a1+a2≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導通。晶閘管在導通后,門極已失去作用。在晶閘管導通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當1-〔a1+a2≈0時,晶閘管恢復阻斷狀態(tài)?？申P斷晶閘管GTO〔GateTurn-OffThyristor亦稱門控晶閘管。其主要特點為,當門極加負向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關斷。第五節(jié)繼電器與時間控制器繼電器繼電器〔英文名稱：relay是一種電控制器件,是當輸入量〔激勵量的變化達到規(guī)定要求時,在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)〔又稱輸入回路和被控制系統(tǒng)〔又稱輸出回路之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種"自動開關"。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。因為繼電器是由線圈和觸點組兩部分組成的,所以繼電器在電路圖中的圖形符號也包括兩部分：一個長方框表示線圈；一組觸點符號表示觸點組合。當觸點不多電路比較簡單時,往往把觸點組直接畫在線圈框的一側(cè),這種畫法叫集中表示法。電符號和觸點形式：繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示,如果繼電器有兩個線圈,就畫兩個并列的長方框。同時在長方框內(nèi)或長方框旁標上繼電器的文字符號"J"。繼電器的觸點有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側(cè),這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要,把各個觸點分別畫到各自的控制電路中,通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號,并將觸點組編上號碼,以示區(qū)別。繼電器的觸點有三種基本形式：1、動合型〔常開〔H型線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電后,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭"H"表示。2、動斷型〔常閉〔D型線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭"D"表示。3、轉(zhuǎn)換型〔Z型這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合,線圈通電后,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開狀態(tài),達到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點組稱為轉(zhuǎn)換觸點。用"轉(zhuǎn)"字的拼音字頭"z"表示。2主要作用繼電器是具有隔離功能的自動開關元件,廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中,是最重要的控制元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量〔如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等的感應機構〔輸入部分；有能對被控電路實現(xiàn)"通"、"斷"控制的執(zhí)行機構〔輸出部分；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間,還有對輸入量進行耦合隔離,功能處理和對輸出部分進行驅(qū)動的中間機構〔驅(qū)動部分。作為控制元件,概括起來,繼電器有如下幾種作用：1擴大控制范圍：例如,多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。2放大：例如,靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。3綜合信號：例如,當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時,經(jīng)過比較綜合,達到預定的控制效果。4自動、遙控、監(jiān)測：例如,自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實現(xiàn)自動化運行。3主要分類1．按繼電器的工作原理或結構特征分類1電磁繼電器：利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間產(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。2固體繼電器：指電子元件履行其功能而無機械運動構件的,輸入和輸出隔離的一種繼電器。3溫度繼電器：當外界溫度達到給定值時而動作的繼電器。4舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi),具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧動作來開,閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器5時間繼電器：當加上或除去輸入信號時,輸出部分需延時或限時到規(guī)定時間才閉合或斷開其被控線路繼電器。6高頻繼電器：用于切換高頻,射頻線路而具有最小損耗的繼電器。7極化繼電器：有極化磁場與控制電流通過控制線圈所產(chǎn)生的磁場綜合作用而動作的繼電器。繼電器的動作方向取決于控制線圈中流過的的電流方向。8其他類型的繼電器：如光繼電器,聲繼電器,熱繼電器,儀表式繼電器,霍爾效應繼電器,差動繼電器等。第五節(jié)繼電器與時間控制器時間控制器時間控制器是一種能夠根據(jù)設定的時間來控制電路的接通或者斷開,也就是控制電器的開關裝置。不少時間控制器還具有可編程和循環(huán)功能,常用來控制路燈,廣告牌等外設電器或家用電器時間控制器的特點1.開、關時間任意可調(diào),控制誤差<1s2.已調(diào)好的開、關時間不受停電影響,自動記憶3.每天可做十次開、關動作,開、關時間一周內(nèi)可任意編程4.可自動,也可手動控制,體積小巧,安裝方便,設有自動保護裝置5.內(nèi)消耗功率低[1]時間控制器的應用時間控制器可根據(jù)用戶設定的時間,自動打開和關閉各種用電設備的電源,廣泛應用于路燈、霓虹燈、燈箱招牌、空調(diào)機、開水器、宿舍供電、生產(chǎn)設備及廣播電視設備等的定時自動控制。第六節(jié)家電常用傳感器溫度傳感器溫度傳感器〔temperaturetransducer是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。接觸式接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸,又稱溫度計。溫度計通過傳導或?qū)α鬟_到熱平衡,從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi),溫度計也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產(chǎn)生較大的測量誤差,常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著低溫技術在國防工程、空間技術、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應用和超導技術的研究,測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發(fā)展,如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準確度高、復現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件,可用于測量1.6～300K范圍內(nèi)的溫度。非接觸式它的敏感元件與被測對象互不接觸,又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速〔瞬變對象的表面溫度,也可用于測量溫度場的溫度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法〔見光學高溫計、輻射法〔見輻射高溫計和比色法〔見比色溫度計。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體〔吸收全部輻射并不反射光的物體所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度,則必須進行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長,而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關,因此很難精確測量。在自動化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度,如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下,物體表面發(fā)射率的測量是相當困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制,可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過儀表對實測溫度進行相應的修正,最終可得到被測表面的真實溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射,從而提高有效發(fā)射系數(shù)式中ε為材料表面發(fā)射率,ρ為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質(zhì)真實溫度的輻射測量,則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質(zhì)達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度〔即介質(zhì)溫度進行修正而得到介質(zhì)的真實溫度。非接觸測溫優(yōu)點：測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制,因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對于1800℃以上的高溫,主要采用非接觸測溫方法。隨著紅外技術的發(fā)展,輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展,700℃以下直至常溫都已采用,且分辨率很高。第六節(jié)家電常用傳感器溫度傳感器工作原理金屬膨脹原理設計的傳感器金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉(zhuǎn)換。雙金屬片式傳感器雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。雙金屬桿和金屬管傳感器隨著溫度升高,金屬管〔材料A長度增加,而不膨脹鋼桿〔金屬B的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。液體和氣體的變形曲線設計的傳感器在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應產(chǎn)生體積的變化。多種類型的結構可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的變化,這樣產(chǎn)生位置的變化輸出〔電位計、感應偏差、擋流板等等。電阻傳感器金屬隨著溫度變化,其電阻值也發(fā)生變化。對于不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作為輸出信號。電阻共有兩種變化類型正溫度系數(shù)溫度升高=阻值增加溫度降低=阻值減少負溫度系數(shù)溫度升高=阻值減少溫度降低=阻值增加熱電偶傳感器熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。這個電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點的溫度有關,和這兩種導體的材質(zhì)有關。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),如果精確測量這個電位差,再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導體,所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數(shù)值大約在5～40微伏/℃之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點和缺陷,它靈敏度比較低,容易受到環(huán)境干擾信號的影響,也容易受到前置放大器溫度漂移的影響,因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關,用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應速度,可以測量快速變化的過程。第六節(jié)家電常用傳感器氣體傳感器氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應電信號的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調(diào)理,通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分特性氣體傳感器是化學傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測量技術,從所用材料到制造工藝,從檢測對象到應用領域,都可以構成獨立的分類標準,衍生出一個個紛繁龐雜的分類體系,尤其在分類標準的問題上目前還沒有統(tǒng)一,要對其進行嚴格的系統(tǒng)分類難度頗大。接下來了解一下氣體傳感器的主要特性：1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指傳感器在整個工作時間內(nèi)基本響應的穩(wěn)定性,取決于零點漂移和區(qū)間漂移。零點漂移是指在沒有目標氣體時,整個工作時間內(nèi)傳感器輸出響應的變化。區(qū)間漂移是指傳感器連續(xù)置于目標氣體中的輸出響應變化,表現(xiàn)為傳感器輸出信號在工作時間內(nèi)的降低。理想情況下,一個傳感器在連續(xù)工作條件下,每年零點漂移小于10%。2、靈敏度靈敏度是指傳感器輸出變化量與被測輸入變化量之比,主要依賴于傳感器結構所使用的技術。大多數(shù)氣體傳感器的設計原理都采用生物化學、電化學、物理和光學。首先要考慮的是選擇一種敏感技術,它對目標氣體的閥限制〔TLV-thresh-oldlimitvalue或最低爆炸限〔LEL-lowerexplosivelimit的百分比的檢測要有足夠的靈敏性。3、選擇性選擇性也被稱為交叉靈敏度?？梢酝ㄟ^測量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應來確定。這個響應等價于一定濃度的目標氣體所產(chǎn)生的傳感器響應。這種特性在追蹤多種氣體的應用中是非常重要的,因為交叉靈敏度會降低測量的重復性和可靠性,理想傳感器應具有高靈敏度和高選擇性。4、抗腐蝕性抗腐蝕性是指傳感器暴露于高體積分數(shù)目標氣體中的能力。在氣體大量泄漏時,探頭應能夠承受期望氣體體積分數(shù)10~20倍。在返回正常工作條件下,傳感器漂移和零點校正值應盡可能小。氣體傳感器的基本特征,即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等,主要通過材料的選擇來確定。選擇適當?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料,使氣體傳感器的敏感特性達到最優(yōu)。第六節(jié)家電常用傳感器光傳感器現(xiàn)代電測技術日趨成熟,由于具有精度高、便于微機相連實現(xiàn)自動實時處理等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應用在電氣量和非電氣量的測量中。然而電測法容易受到干擾,在交流測量時,頻率響應不夠?qū)捈皩δ蛪?、絕緣方面有一定要求,在激光技術迅速發(fā)展的今天,已經(jīng)能夠解決上述的問題。磁光效應傳感器就是利用激光技術發(fā)展而成的高性能傳感器。激光,是本世紀60年代初迅速發(fā)展起來的又一新技術,它的出現(xiàn)標志著人們掌握和利用光波進入了一個新的階段。由于以往普通光源單色度低,故很多重要的應用受到限制,而激光的出現(xiàn),使無線電技術和光學技術突飛猛進、相互滲透、相互補充。利用激光已經(jīng)制成了許多傳感器,解決了許多以前不能解決的技術難題,使它適用于煤礦、石油、天然氣貯存等危險、易燃的場所。比如說用激光制成的光導纖維傳感器,能測量原油噴射、石油大罐龜裂的情況參數(shù)。在實測地點,不必電源供電,這對于安全防爆措施要求很嚴格的石油化工設備群尤為適用,也可用來在大型鋼鐵廠的某些環(huán)節(jié)實現(xiàn)光學方法的遙測化學技術。磁光效應傳感器的原理主要是利用光的偏振狀態(tài)來實現(xiàn)傳感器的功能。當一束偏振光通過介質(zhì)時,若在光束傳播方向存在著一個外磁場,那么光通過偏振面將旋轉(zhuǎn)一個角度,這就是磁光效應。也就是可以通過旋轉(zhuǎn)的角度來測量外加的磁場。在特定的試驗裝置下,偏轉(zhuǎn)的角度和輸出的光強成正比,通過輸出光照射激光二極管LD,就可以獲得數(shù)字化的光強,用來測量特定的物理量。環(huán)境光傳感器環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線情況,并告知處理芯片自動調(diào)節(jié)顯示器背光亮度,降低產(chǎn)品的功耗。例如,在手機、筆記本等移動應用中,顯示器消耗的電量高達電池總電量的30%,采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長電池的工作時間。另一方面,環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當環(huán)境亮度較高時,使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會自動調(diào)成高亮度。當外界環(huán)境較暗時,顯示器就會調(diào)成低亮度,實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)亮度。環(huán)境光傳感器需要在芯片上貼一個紅外截止膜,甚至直接在硅片上鍍制圖形化的紅外截止膜。紅外光傳感器該紅外光傳感器使用充電的熱電堆與溴碘化鉈〔KRS-5窗口來感應580到40000nm的波長。該傳感器使得學生可以自己測量一系列現(xiàn)象,包括自己手掌的紅外輻射。太陽光傳感器1.太陽傳感器。它可識別水平,垂直各360度。太陽所在的位置,識別,陰天,多云天,半陰天,晴天及晚上白天。跟蹤方位識別。2.識別電路處理和侍服驅(qū)動。采用數(shù)字芯片完成以上各信息的處理。可侍服各種普通電機,步進電機。整機功耗電流3mA,芯片工作電壓5V。國際先進的太陽跟蹤設備,采用的是電腦數(shù)據(jù)理論,需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設定。電路原理、設備技術復雜。智能太陽跟蹤儀采用識別理論技術,電路簡單元件少,沒有經(jīng)緯度和數(shù)據(jù)信息的理論。一年四季太陽運行的路線不用考慮。太陽從哪個方向升起,到哪個方向落下,它都會準確無誤的識別太陽升起和落下的位置。如果把他安放在行走的車或船上,不論向何方行駛,跟蹤儀都能正對太陽。紫外光傳感器該紫外光傳感器使用一個過濾片測量紫外光波段〔315nm-400nm。除去濾光片,傳感器可同時感應可見光。傳感器包括紫外光濾光片,一個瞄準儀,和傳感器手柄。第六節(jié)家電常用傳感器簡單原理自60年代末開始,RCLecraw提出有關磁光效應的研究報告后,引起大家的重視。日本,蘇聯(lián)等國家均開展了研究,國內(nèi)也有學者進行探索。磁光效應的傳感器具有優(yōu)良的電絕緣性能和抗干擾、頻響寬、響應快、安全防爆等特性,因此對一些特殊場合電磁參數(shù)的測量,有獨特的功效,尤其在電力系統(tǒng)中高壓大電流的測量方面、更顯示它潛在的優(yōu)勢。同時通過開發(fā)處理系統(tǒng)的軟件和硬件,也可以實現(xiàn)電焊機和機器人控制系統(tǒng)的自動實時測量。在磁光效應傳感器的使用中,最重要的是選擇磁光介質(zhì)和激光器,不同的器件在靈敏度、工作范圍方面都有不同的能力。隨著近幾十年來的高性能激光器和新型的磁光介質(zhì)的出現(xiàn),磁光效應傳感器的性能越來越強,應用也越來越廣泛。磁光效應傳感器做為一種特定用途的傳感器,能夠在特定的環(huán)境中發(fā)揮自己的功能,也是一種非常重要的工業(yè)傳感器。在電子防盜探測器領域,被動紅外探測器的應用非常廣泛,因其價格低廉、技術性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。但隨著入侵者的反偵測技術手段的提高,從而對探頭的要求也越來越高,普通被動紅外探頭的局限性也越來越明顯,這樣,新一代的被動紅外探頭也應運而生。因為加拿大的PARADOXSUCURITYSYSTEMSLTD的楓葉牌探頭采用了很多最新技術,使用也較為廣泛。所以,下面就結合該產(chǎn)品的技術特性來闡述被動紅外探頭的最新技術。1、反射式光傳感器的工作原理及特性反射式光傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線而進行工作的。探頭收集外界的紅外輻射通過聚集到紅外感應源上面。紅外感應源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會向外釋放電荷,檢測處理后產(chǎn)生報警。1>這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以輻射敏感元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須敏感。2>為了僅僅對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。3>被動紅外探頭,其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消,于是探測器無信號輸出。4>一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號處理而報警。5>多視場的獲得,一是多法線小鏡面組成的反光聚焦,聚光到傳感器上稱之為反射式光學系統(tǒng)。另一種是透射式光學系統(tǒng),是多面組合一起的透鏡——菲尼爾透鏡聚焦在紅外傳感器上。6>這要指出的是被動紅外的幾束光表示有幾個視場,并非被動紅外發(fā)紅外光,視場越多,控制越嚴密。被動紅外探頭的優(yōu)缺點：優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性好。

光傳感器價格低廉。缺點：◆容易受各種熱源、光源干擾◆被動紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收?！粢资苌漕l輻射的干擾。第六節(jié)家電常用傳感器超聲波傳感器超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是指頻率高于20kHz的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。組成部分超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構,可分直探頭〔縱波、斜探頭〔橫波、表面波探頭〔表面波、蘭姆波探頭〔蘭姆波、雙探頭〔一個探頭反射、一個探頭接收等。性能指標超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個探頭的性能是不同的,我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標包括：工作頻率工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時,輸出的能量最大,靈敏度也最高。工作溫度由于壓電材料的居里點一般比較高,特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長時間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨的制冷設備。靈敏度主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大,靈敏度高；反之,靈敏度低。指向性超聲波傳感器探測的范圍第一節(jié)電子節(jié)能燈構成特性電子節(jié)能燈是當今世界上最新的光源,主要由燈頭、電路板、毛管組成。1、因為節(jié)能燈是一個比較先進的節(jié)約能源的概念,相同功率亮度為普通燈的5倍。2、其價格是普通燈的好N倍3、但是其使用壽命是普通燈的N倍制造原理三基色節(jié)能燈主要是通過鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱,大約在1160K溫度時,燈絲就開始發(fā)射電子〔因為在燈絲上涂了一些電子粉,電子碰撞氬原子產(chǎn)生非彈性碰撞,氬原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子,汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離,發(fā)出253.7nm的紫外線,紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光,由于熒光燈工作時燈絲的溫度在1160K左右,比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多,所以它的壽命也大提高,達到5000小時以上,由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應,熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率也很高,達到每瓦50流明以上。節(jié)能燈色溫有2700-6500K。一般來說,在同一瓦數(shù)之下,一盞節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能80%,平均壽命延長8倍,熱輻射僅20%。非嚴格的情況下,一盞5瓦的節(jié)能燈光照可視為等于25瓦的白熾燈,7瓦的節(jié)能燈光照約等于40瓦的,9瓦的約等于60瓦的。分析：白熾燈的發(fā)光極限是20多流明每瓦,就算30流明吧。大家都知道白熾燈80%的電能是轉(zhuǎn)化為熱量的那么〔30流明*<1-80%>=6流明/瓦節(jié)能燈最低發(fā)光是50流明每瓦〔50流明×<1-80%>÷1/5=50流明/瓦LED燈的發(fā)光極限是600流明,而目前國內(nèi)大部分廠家都能生產(chǎn)出來50-60流明/瓦的LED燈。節(jié)能燈一般壽命為5000小時左右,而半導體LED照明燈正常情況下的壽命是5萬～8萬小時,但LED燈的耗電量只有普通白熾燈、霓虹燈的1/10.因此,如果我國的照明全部采用LED燈,則一年節(jié)約的電費相當于建造了6座三峽電站。有關部門應該采取強制措施推廣節(jié)能產(chǎn)品、加強綠色消費和節(jié)約能源的科學宣傳力度,并采取政府平抑手段,從資金、稅收、產(chǎn)品開發(fā)等各個方面,扶持節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)和使用,把節(jié)能產(chǎn)品價格降下來,促使其走近尋常人家。光源組成LED光源,有紅、黃、綠、藍、白、雙色、七彩顏色漸變、跳變等多種色彩組合選擇。如何普及LED節(jié)能燈？首先是采取強制措施推廣節(jié)能產(chǎn)品,淘汰那些生產(chǎn)工藝落后、能源浪費嚴重的傳統(tǒng)產(chǎn)品；其次是采取政府平抑手段,從資金、稅收、產(chǎn)品開發(fā)等各個方面,對節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)和使用實行補貼和補助等扶持措施,把節(jié)能產(chǎn)品價格降下來,促使其走近尋常人家；其三是加強綠色消費和節(jié)約能源的科學宣傳力度,引導人們科學算賬,自覺踐行綠色消費、節(jié)約能源的節(jié)約型社會建設主張；其四是規(guī)范節(jié)能市場管理,嚴厲打擊假冒偽劣產(chǎn)品以次充好敗壞節(jié)能產(chǎn)品名譽。第二節(jié)應急燈應急燈：應急照明用的燈具的總稱。消防應急照明系統(tǒng)主要包括事故應急照明、應急出口標志及指示燈,是在發(fā)生火災時正常照明電源切斷后,引導被困人員疏散或展開滅火救援行動而設置的。但在日常的檢查中發(fā)現(xiàn),單位在消防應急燈具的選型、安裝和使用過程中存在著許多問題。應此,合理選擇應急照明系統(tǒng)供電控制方式、接線方式,做好日常維護工作,直接影響到消防應急照明系統(tǒng)作用的發(fā)揮。應急燈的種類：手提應急燈,消防應急燈,節(jié)能應急燈,供應應急燈,水下應急燈,可充電應急燈,太陽能應急燈,多功能應急燈。直流風扇DC-001應急燈,HX-628B充電式應急燈,HX-618C型應急燈,HX-628D型充電式應急燈?？刂品绞絿鴥?nèi)使用的應急照明系統(tǒng)以自帶電源獨立控制型為主,正常電源接自普通照明供電回路中,平時對應急燈蓄電池充電,當正常電源切斷時,備用電源〔蓄電池自動供電。這種形式的應急燈每個燈具內(nèi)部都有變壓、穩(wěn)壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件,應急燈在使用、檢修、故障時電池均需充放電。另一種是集中電源集中控制型,應急燈具內(nèi)無獨立電源,正常照明電源故障時,由集中供電系統(tǒng)供電。在這種形式的應急照明系統(tǒng)中,所有燈具內(nèi)部復雜的電子電路被省掉了,應急照明燈具與普通的燈具無異,集中供電系統(tǒng)設置在專用的房間內(nèi)。與自帶電源獨立控制型應急燈具相比,集中電源集中控制型應急燈具有便于集中管理、用戶自查、消防監(jiān)督檢查、延長燈具壽命、提高應急疏散效能等優(yōu)點,系統(tǒng)可靠性好、使用壽命長、維護與管理方便、系統(tǒng)價格低。但是集中電源集中控制型應急燈具由于每個應急燈具內(nèi)沒有備用電源〔蓄電池,若供電線路發(fā)生故障,則會直接影響到應急照明系統(tǒng)的正常運行,所以對其供電線路敷設有特殊的防火要求。而自帶電源獨立控制型應急燈具因為在每個應急燈具內(nèi)都帶有備用電源〔蓄電池,所以對供電線路沒有特殊的要求,供電線路故障并不會影響到備用電源發(fā)生作用。應急燈發(fā)生故障時一般也只影響該燈具本身,對整個系統(tǒng)影響不大。在選擇應急照明燈時,應根據(jù)具體情況合理選擇應急照明系統(tǒng)。一般來說,新建工程或設有消防控制室的工程,應盡量在建設過程中統(tǒng)一布線,選用集中電源集中控制型應急照明；對于小型場所、后期整改或二次裝潢改造的工程應選用自帶電源獨立控制型應急照明。接線常用接線方式在日常監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn),由于接線方式錯誤導致應急照明燈具不能正常使用的情況很普遍。各應急燈具宜設置專用線路,中途不設置開關。二線制和三線制型應急燈具可統(tǒng)一在專用電源上。各專用電源的設置應和相應的防火規(guī)范結合。應急電源與燈具分開旋轉(zhuǎn)的,其電氣連接應采用耐高溫電線,以滿足防火要求。二線制該接法是專用應急燈具常用接法,適用在應急燈平時不作照明使用或24小時持續(xù)照明用〔CED標志燈就屬于此種類,待斷電后,應急燈自動點亮。三線制連接法為應急燈常用的接法,可對應急燈具平時照明狀態(tài)的開或關進行控制,當電網(wǎng)斷電時不論開關處于何種狀態(tài),應急燈立即點亮應急。K為平時照明開關。1.對各種接線方式的特點要準確掌握,以免盲目接線,起不了應有作用；2.應急照明如果做為平時照明的一部分,應采用三線式可控接法。3.對于多層公共建筑,如果沒有設置消控中心,各個部位的應急照明燈具可以采用加就地開關控制<單燈單控或多燈控制>或配電箱內(nèi)集中控制的三線式接法。4.有消防控制中心的工程,為了滿足當火災發(fā)生時,消控中心能開通火災層和相關層消防應急照明的要求。第三節(jié)聲光控制燈聲光控制指通過利用聲音以及光線的變化來控制電路實現(xiàn)特定功能的一種電子學控制方法。聲光控制延時節(jié)電燈電路包括聲控,光控傳感元件,放大器和由555構成的單穩(wěn)態(tài)時電路及降壓整流電路。它是一種內(nèi)無接觸點,在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進行聲電轉(zhuǎn)換來控制用電器的開啟,并經(jīng)過延時后能自動斷開電源的節(jié)能電子開關。廣泛用于樓道、建筑走廊、洗漱室、廁所、廠房、庭院等場所,是現(xiàn)代極理想的新穎綠色照明開關,并延長燈泡使用壽命。白天或光線較強時,電路為斷開狀態(tài),燈不亮,當光線黑暗時或晚上來臨時,開關進入預備工作狀態(tài),此時,當來人有腳步聲、說話聲、拍手聲等聲源時,開關自動打開,燈亮,并且觸發(fā)自動延時電路,延時一段時間后自動熄滅,從而實現(xiàn)了"人來燈亮,人去燈熄",杜絕了長明燈,免去了在黑暗中尋找開關的麻煩,尤其是上下樓道帶來不便。概念聲光控制指通過利用聲音以及光線的變化來控制電路實現(xiàn)特定功能的一種電子學控制方法。聲光控制延時節(jié)電燈電路包括聲控,光控傳感元件,放大器和由555構成的單穩(wěn)態(tài)時電路及降壓整流電路。聲光控制延時開關概念它是一種內(nèi)無接觸點,在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進行聲電轉(zhuǎn)換來控制用電器的開啟,并經(jīng)過延時后能自動斷開電源的節(jié)能電子開關。廣泛用于樓道、建筑走廊、洗漱室、廁所、廠房、庭院等場所,是現(xiàn)代極理想的新穎綠色照明開關,并延長燈泡使用壽命。發(fā)展前景隨著科學技術的發(fā)展,公共場所照明控制手段也將逐步更新,除現(xiàn)在已有的聲光控開關外,還有微波感應開關和熱釋遠紅外感應開關．目前,微波感應開關的抗干擾性能尚不理想,紅外感應開關在性能上較為理想,但安裝復雜,比較嬌氣,價格也偏高,比較適合在一些管理完善的場所如賓館、大飯店樓道及居家庭走廊應用,在普通住宅樓、辦公樓道等場所的照明控制考慮到價格、管理及安裝方便等因素,根據(jù)我國國情,可以預計在相當一段時期內(nèi),聲光控延時開關將是首選的主流產(chǎn)品,但在家庭走廊、賓館等場所,聲光控延時開關并不是很適用。根據(jù)有關調(diào)查報告：聲光控延時開關在出租應用最為廣泛,尤其在中小城市.在21世界節(jié)能的時代,聲光控延時開關能得到廣泛的應用,證明其節(jié)能效應.方法、結構、原理控制方法白天或光線較強時,電路為斷開狀態(tài),燈不亮,當光線黑暗時或晚上來臨時,開關進入預備工作狀態(tài),此時,當來人有腳步聲、說話聲、拍手聲等聲源時,開關自動打開,燈亮,并且觸發(fā)自動延時電路,延時一段時間后自動熄滅,從而實現(xiàn)了"人來燈亮,人去燈熄",杜絕了長明燈,免去了在黑暗中尋找開關的麻煩,尤其是上下樓道帶來不便。主要結構及工作原理聲光控制延時開關主要由聲控開關、光控開關、延時電路幾部分組成。聲控是通過柱極體話筒采集聲音,并產(chǎn)生脈沖信號。光控電路則是由光敏電阻控制,光敏電阻在有光和無光狀態(tài)下電阻阻值差距很大,能產(chǎn)生高低電平及通過邏輯器件控制電路。延時電路則是由電阻和電容組成的充放電電路組成,通過電容的充放電來實現(xiàn)的。最常用的延時電路是555,靠外接電容和電阻來控制時間,計算容易,缺點是延時時間不能很精確。第四節(jié)調(diào)光燈具工作原理由電阻R2、電位器RP1、電容C組成阻容移相電路,調(diào)節(jié)RP1,即可改變雙向晶閘管V的導通角,從而改變燈泡EL的亮度。電阻R1為限流電阻。C的充電速度還與并聯(lián)回路有關。在R1、RP2固定的情況下,分流的大小由光敏電阻RL的阻值來決定。當電網(wǎng)電壓上升時,燈光亮度增加,RL阻值變小,分流增大,電容C兩端電壓上升變慢,晶閘管V導通角減小,輸出電壓減小,燈光亮度下降；反之,當電網(wǎng)電壓下降時,RL阻值增大,分流減小,晶閘管導通角增大,輸出電壓增加,燈光亮度增加。這樣一來,燈光亮度就自動地穩(wěn)定在設定值〔由RP]決定。②元件選擇雙向晶閘管、雙向觸發(fā)二極管、電位器和電容的選擇；光敏電阻RL可選用MG41、MG42、MG43、MG45等型硫化鎘光敏電阻。③調(diào)試最好用一臺0～250V單相自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)。光敏電阻安裝在臺燈座的適當位置,使燈光能照到它。輸入220V電壓,調(diào)節(jié)電位器RP1,使其阻值為零〔電位器RPz調(diào)到適當位置,使電燈EL最亮。接著將RP1調(diào)到最大值,電燈應發(fā)出微光。將RP1調(diào)到某一位置,電燈發(fā)出一定亮度的光。然后將調(diào)壓器調(diào)到240V．這時燈泡亮度應不變,否則,應調(diào)節(jié)RP2及光敏電阻RL的光線進入量；再將調(diào)壓器調(diào)到200V,這時電燈的亮度也應不變,否則應適當調(diào)節(jié)RP2及RL的光線進入量。如此反復調(diào)整幾次即可。電燈發(fā)光亮度最好用照度儀測試。電路如圖3-79所示。它是利用光反饋來穩(wěn)定照度的。第一節(jié)常用電動機的結構與原理電動基礎知識在家用電器中,電動器具約占60％左右。這些電動器具都是將電能轉(zhuǎn)換為機械能而做功的,如洗衣機、電風扇、攪拌器、真空吸塵器、地板打蠟機等。

電動類器具為適應不同的使用要求,往往采用各種調(diào)速裝置以控制電動機的轉(zhuǎn)速。因此,電動機及其調(diào)速裝置,是家用電動器具的核心部件。

功率：家用電動器具所使用的電動機,一般不需很大功率,90％以上是微型電機,其輸出功率一般都在750W以下,而更多的是在20～600W之間。這些電動機體積較小,機殼外徑大都在160mm以下。

家用電動器具所使用的電動機種類很多。

如洗衣機、電風扇上常用有單相交流電容式電動機、罩極式電動機；吸塵器則常用通用電動機<交直流兩用電動機>或永磁式直流電動機等

按照國家標準和我國現(xiàn)行的標準,小功率電動機指折算至1500r／min<轉(zhuǎn)／分>時連續(xù)額定功率不超過1kw的電動機,曾稱為驅(qū)動微電機或分馬力電動機。這類電動機在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化、辦公室自動化和家庭中應用極廣,如小型機床、電動工具、農(nóng)業(yè)器械、園藝工具、醫(yī)療器械、車輛電器、辦公器具、音傍設備、計時及定時器、計算機外圍設備、軍享裝備、輕工機械及其它工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通乃至人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領域,幾乎無處不用到小功率電動機。在圖02-23中列出的部分辦公自動化和家庭用的器具和設備都有小功率電動機驅(qū)動的身影。

單相異步電動機按起動方式分為電容運轉(zhuǎn)式電動機、罩極式電動機和分相起動電動機,而分相起動電動機又分為電阻分相電動機和電容分相電動機。

對于電容運轉(zhuǎn)式和罩極式電機,由于副繞組回路不需裝置起動開關,所以起動過程最為簡單；對于電阻起動式和電容起動式、電容起動電容運轉(zhuǎn)式電動機,副繞組回路中都串聯(lián)丁一個起動開關,起動時起動開關閉合,待轉(zhuǎn)速上升到75—80％同步轉(zhuǎn)速時,起動開關自動斷開,將起動繞組或起動元件從電源切除。但無論是哪種型式的單相異步電動機,起動時都是兩相繞組同時工作的。

第一節(jié)常用電動機的結構與原理單相異步電動機是靠220V單相交流電源供電的一類電動機,它適用于只有單相電源的小型工業(yè)設備和家用電器中。單相異步電動機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機殼、端蓋等構成。工作原理在交流電機中,當定子繞組通過交流電流時,建立了電樞磁動勢,它對電機能量轉(zhuǎn)換和運行性能都有很大影響。所以單相交流繞組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動勢,該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和,從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場和。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體,并分別在轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。不論是正轉(zhuǎn)磁場還是反轉(zhuǎn)磁場,他們的大小與轉(zhuǎn)差率的關系和三相異步電動機的情況是一樣的。若電動機的轉(zhuǎn)速是,則對正轉(zhuǎn)磁場而言,轉(zhuǎn)差率為：對反轉(zhuǎn)磁場而言,轉(zhuǎn)差率為：單相異步電動機的T-s曲線見左圖由圖可知單相異步電動機的主要特點有：〔1n=0,s=1,T=T++T-=0,說明單相異步電動機無啟動轉(zhuǎn)矩,如不采取其他措施,電動機不能啟動?！?當s≠1時,T≠0,T無固定方向,它取決于s的正、負。〔3由于反向轉(zhuǎn)矩存在,使合成轉(zhuǎn)矩也隨之減小,故單相異步電動機的過載能力較低。電容分相式起動工作原理啟動時開關K閉合,使兩繞組電流I1,I2相位差約為90°,從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,電機轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動正常以后離心開關被甩開,啟動繞組被切斷。罩極式單相電機的工作原理定子通入電流以后,部分磁通穿過短路環(huán),并在其中產(chǎn)生感應電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化,致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差,從而形成旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。上圖中電機的轉(zhuǎn)動方向：瞬時針旋轉(zhuǎn)。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領先。3使用單相異步電動機功率小,主要制成小型電機。它的應用非常廣泛,如家用電器〔洗衣機、電冰箱、電風扇、電動工具〔如手電鉆、醫(yī)用器械、自動化儀表等。第一節(jié)常用電動機的結構與原理永磁直流電機永磁直流電機按照有無電刷可分為永磁無刷直流電機和永磁有刷直流電機。永磁無刷直流電機永磁無刷直流電動機是由一塊或多塊永磁體建立磁場的直流電動機,其性能與恒定勵磁電流的他勵直流電動機相似,可以由改變電樞電壓來方便地調(diào)速。與他勵式直流電動機相比,具有體積小、效率高、結構簡單、用銅量少等優(yōu)點,是小功率直流電動機的主要類型?；驹碛来艧o刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。1.電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性,在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構成,其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號,以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等主電路是一個典型的電壓型交-直-交電路,逆變器提供等幅等頻5-26KHZ調(diào)制波的對稱交變矩形波。永磁體N-S交替交換,使位置傳感器產(chǎn)生相位差120°的U、V、W方波,結合正/反轉(zhuǎn)信號產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號：101、100、110、010、011、001,通過邏輯組件處理產(chǎn)生T1-T4導通、T1-T6導通、T3-T6導通、T3-T2導通、T5-T2導通、T5-T4導通,也就是說將直流母線電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一對N-S極,T1-T6功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導通。每種狀態(tài)下,僅有兩相繞組通電,依次改變一種狀態(tài),定子繞組產(chǎn)生的磁場軸線在空間轉(zhuǎn)動60°電角度,轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場轉(zhuǎn)動相當于60°電角度空間位置,轉(zhuǎn)子在新位置上,使位置傳感器U、V、W按約定產(chǎn)生一組新編碼,新的編碼又改變了功率管的導通組合,使定子繞組產(chǎn)生的磁場軸再前進60°電角度,如此循環(huán),永磁直流電機將產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩,拖動負載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)。正因為永磁直流電機的換向是自身產(chǎn)生的,而不是由逆變器強制換向的,所以也稱作自控式同步電動機。2.永磁無刷直流電機的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場軸線位置超前轉(zhuǎn)子磁場軸線位置,所以不論轉(zhuǎn)子的起始位置處在何處,電動機在啟動瞬間就會產(chǎn)生足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩,因此轉(zhuǎn)子上不需另設啟動繞組。由于定子磁場軸線可視作同轉(zhuǎn)子軸線垂直,在鐵芯不飽和的情況下,產(chǎn)生的平均電磁轉(zhuǎn)矩與繞組電流成正比,與他勵直流電動機的電流-轉(zhuǎn)矩特性一樣。電動機的轉(zhuǎn)矩正比于繞組平均電流：Tm=KtIav〔N·m電動機兩相繞組反電勢的差正比于電動機的角速度：ELL=Keω〔V所以電動機繞組中的平均電流為：Iav=〔Vm-ELL/2Ra〔A其中,Vm=δ·VDC是加在電動機線間電壓平均值,VDC是直流母線電壓,δ是調(diào)制波的占空比,Ra為每相繞組電阻。由此可以得到直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：Tm=δ·〔VDC·Kt/2Ra-Kt·〔Keω/2RaKt、Ke是電動機的結構常數(shù),ω為電動機的角速度〔rad/s,所以,在一定的ω時,改變占空比δ,就可以線性地改變電動機的電磁轉(zhuǎn)矩,得到與他勵直流電動機電樞電壓控制相同的控制特性和機械特性。永磁無刷直流電機的轉(zhuǎn)速設定,取決于速度指令Vc的高低,如果速度指令最大值為+5V對應的最高轉(zhuǎn)速：Vc〔maxónmax,那么,+5V以下任何電平即對應相當?shù)霓D(zhuǎn)速n,這就實現(xiàn)了變速設定。當Vc設定以后,無論是負載變化、電源電壓變化,還是環(huán)境溫度變化,當轉(zhuǎn)速低于指令轉(zhuǎn)速時,反饋電壓Vfb變小,調(diào)制波的占空比δ就會變大,電樞電流變大,使電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大而產(chǎn)生加速度,直到電動機的實際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止；反之,如果電動機實際轉(zhuǎn)速比指令轉(zhuǎn)速高時,δ減小,Tm減小,發(fā)生減速度,直至實際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止。可以說,永磁直流電機在允許的電網(wǎng)波動范圍內(nèi),在允許的過載能力以下,其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在1%左右,并可以實現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運行。由于永磁無刷直流電機的勵磁來源于永磁體,所以不象異步機那樣需要從電網(wǎng)吸取勵磁電流；由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通,其轉(zhuǎn)子上既無銅耗又無鐵耗,所以效率比同容量異步電動機高10%左右,一般來說,永磁直流電機的力能指針〔ηcosθ比同容量三相異步電動機高12%-20%。3.由于永磁無刷直流電機是以自控式運行的,所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電動機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的永磁無刷直流電機的永磁體,多采用高磁能積的稀土釹鐵硼〔Nd-Fe-B材料。因此,稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號。第一節(jié)常用電動機的結構與原理單相串勵電動機單相串勵電動機具有電刷和換向器,屬于直流電動機中的一種,其勵磁繞組和電樞繞組串聯(lián),因既可使用直流電源又可使用交流電源,又稱為交直流兩用電動機〔或稱通用電動機。單相串勵電動機具有起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕等優(yōu)點,因而廣泛用于各種電動工具和日用電器中,在一些小型機床、醫(yī)療器械中也有使用。一、單相串勵電動機的基本結構單相串勵式電動機的結構與電磁式直流電動機相似,也是由定子、電樞〔轉(zhuǎn)子和結構件〔機座、端蓋等組成,如圖３１所示。定子由凸極形狀的硅鋼片疊壓而成,嵌有勵磁繞組。勵磁繞組與電樞繞組的串聯(lián)方式有兩種：一種是電樞繞組串接在兩個勵磁繞組中間,如圖３２〔a所示；另一種是兩個勵磁繞組串聯(lián)后再與電樞繞組串聯(lián),如圖３２〔b所示。兩種方式原理相同,即兩個勵磁繞組所形成的磁極極性必須相反。在實際應用中,以第一種方式使用較多。圖３１單相串勵電動機結構示意圖二、單相串勵電動機的運轉(zhuǎn)原理通過在第二章討論直流電動機的反轉(zhuǎn)原理中知道,只要勵磁繞組和電樞繞組其中之一改變電流方向,就能使電動機反轉(zhuǎn)；但如果兩個繞組的電流同時反向,則電動機的轉(zhuǎn)向不變。單相串勵電動機的工作原理就是建立在直流串勵電動機工作原理基礎上的,當用直流電源供電時,電動機的工作情況與直流串勵電動機相同；當用交流電源供電時,雖然電樞電流和勵磁電流交變,所產(chǎn)生的磁通也交變,但只要磁通Φ和電樞電流Ia同相,則所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩總是正值,如圖３３所示,即電磁轉(zhuǎn)矩的方向是恒定不變的。由圖３３可見,單相串勵電動機在交流電源上所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩平均值Tcp等于最大轉(zhuǎn)矩Tm的１／２。第二節(jié)電風扇電風扇是一種利用電動機帶動扇葉旋轉(zhuǎn)來加速空氣流動,從而達到改變周圍環(huán)境溫度,實現(xiàn)通風換氣、降溫散熱目的的電器。

㈠種類

家用電風扇的種類很多,規(guī)格品種齊全,都已形成系列產(chǎn)品,歸納起來可分為如下幾類：

1、按使用電源分類可分為交流<單相和三相>、直流和交直流兩用電風扇三種。

2、按電動機的型式分類可分為單相交流罩極式、單相交流電容運轉(zhuǎn)式、直流和交流兩用的串激整流式等三種。

㈡家用電風扇的規(guī)格

各類電風扇的規(guī)格是按電風扇的扇葉直徑來劃分的,如表02-05所示。

㈢電風扇的主要技術性能指標

1、風量與輸入功率

風量是指在單位時間內(nèi)電風扇所送出的空氣流量,單位是m3/min。它與電動機輸入功率及扇葉的形狀有關。

2、使用值

電風扇的使用值表示風量與輸入功率的關系。其含義是指：風扇在額定電壓、額定頻率和最高轉(zhuǎn)速擋運轉(zhuǎn)時,實測的輸出風量<m3/min>與實測的電動機輸入功率<W>之比。

它表征了在單位電功率消耗時電風扇所輸出的風量。電風扇的使用值越大,它把電能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L能的效率就越高。3、調(diào)速比

帶調(diào)速的電風扇,在額定電壓、額定頻率下,其最低擋轉(zhuǎn)速與最高檔轉(zhuǎn)速之比,稱作調(diào)速比。它一般用百分數(shù)來表示。調(diào)速比反映了電風扇高、低擋轉(zhuǎn)速差別程度。

4、啟動性能

電風扇啟動性能合格是指,有調(diào)速的電容運轉(zhuǎn)式臺扇在額定頻率和85％的額定電壓下,罩極式臺扇在額定頻率和90％的額定電壓下,調(diào)速器處于最低擋位,搖頭機構處于工作范圍內(nèi)的任一位置上,電動機軸線成水平時,均能由靜止狀態(tài)順利啟動；無調(diào)速器的電風扇按上述工作狀態(tài),在80％的額定電壓下也能由靜止狀態(tài)順利啟動。

5、安全性能

在有關標準中,對各類風扇電動機的絕緣電阻、泄漏電流、濕熱試驗、溫升限值、機械強度、耐久性、阻燃、接地等22項檢測項目都做了明確的規(guī)定。在這里,我們簡要介紹其中的幾項。

<1>絕緣性能電風扇的帶電部分與其金屬殼體之間的絕緣電阻熱態(tài)下和潮濕條件下都不應低于2MΩ。

<2>溫升限值電風扇電動機在運轉(zhuǎn)時,由于渦流等損耗會使電動機溫度升高。根據(jù)使用的絕緣材料,電風扇電動機不同部位的允許溫升應不高于表02-06中的允許值。

表02-06電風扇各部分的允許溫升

<3>泄漏電流。電風扇達到穩(wěn)定溫升時的電流,一般不允許超過0.3mA。

<4>電氣強度。電風扇的帶電部分與其金屬殼體之間的絕緣,應能經(jīng)受1.5kV正弦交流電壓歷時1min的電氣強度試驗,而不發(fā)生擊穿。調(diào)速原理和方法

電風扇電動機常用的調(diào)速方法有抽頭法、串接電抗法、串接電容法、晶閘管調(diào)壓法。

①抽頭調(diào)速法

抽頭法是通過變換接線的抽頭,改變定子繞組的匝數(shù),從而改變定子的主磁通,達到調(diào)速的目的。這是一種最簡單的調(diào)速方法,其特點是用料省、成本低、耗電少、效率高。這種方法也有明顯的不足：由于繞組抽頭接線較多,使電動機制造工藝復雜；調(diào)速級數(shù)受到限制,一般為三級；這種方法廣泛用于使用二極或四極電容運轉(zhuǎn)式電動機和罩極式電動機的臺扇,而不宜用于多極電動機風扇。

②串聯(lián)電抗和串接電容調(diào)速法

該方法是將風扇電動機的繞組串接適當?shù)碾娍蛊骷?lt;電抗器或電容器組>,以達到降壓調(diào)速的目的。這種調(diào)速方法的優(yōu)點是,電動機不需要特殊加工,接線簡單,工藝性好,調(diào)速性能較好。而且調(diào)速的檔數(shù)也不受限制；其缺點是,增加了電抗器的費用,同時也使風扇的體積和重量增加。這種方法多用于吊扇調(diào)速,臺扇也有用。

吸排油煙機抽油煙機主要有機殼、風道、風機、止回閥、集排油裝置、照明裝置、電源開關和電源線等構成。機殼有殼體和面板兩部分組成,采用冷軋薄鋼板表面噴塑處理而成,不僅外形光潔,美觀不生銹,而且耐用度高和易于清潔。電機電機是抽油煙機的核心部分,采用全封閉的單相電容運轉(zhuǎn)式異步電動機；鐵殼全封閉,電機軸承為雙列滾珠軸承,絕緣等級為E極絕緣,啟動電容的容量為4微法左右。風輪采用離心式風輪。其直徑為220mm/240mm。有硅合金鋁片沖壓而成,經(jīng)久耐用不變型,動平衡性能好。風道為煙氣的通道,由冷軋薄鋼板表面噴塑處理而成,風道結構的合理性決定了整個抽油煙機的排風量和噪音。止回閥采用塑料而成,作用是防止煙氣倒灌。排煙裝置由集油盒、排煙管、集油杯和導油環(huán)構成。照明裝置普通中世紀采用15~40W白熾螺口燈泡：歐式機、近吸式采用冷光源燈,外有一塊可拆式的透明有機玻璃片,將燈具封閉起來,避免烹飪時油煙沾污和腐蝕燈具,保證電器安全。電源開關采用輕觸式開關或機械開關控制工作狀態(tài)。工作原理抽油煙機安裝于爐灶上部,接通吸油煙機電源,驅(qū)動電機,使得風輪作高速旋轉(zhuǎn),使爐灶上方一定的空間范圍內(nèi)形成負壓區(qū),將室內(nèi)的油煙氣體吸入吸油煙機內(nèi)部,油煙氣體經(jīng)過油網(wǎng)過濾,進行第一次油煙分離,然后進入煙機風道內(nèi)部,通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對油煙氣體進行第二次的油煙分離,風柜中的油煙受到離心力的作用,油霧凝集成油滴,通過油路收集到油杯,凈化后的煙氣最后沿固定的通路排出。第四節(jié)吸塵器家用真空吸塵器家用吸塵器是用來代替人工進行清潔工作的一種器具,它不但適用于清潔地板、天花板、墻壁、家具等硬質(zhì)表面,也可以清潔地毯、帳簾、服裝等軟質(zhì)表面,甚至對于縫隙、凹凸不平的表面上的灰塵也能很方便地清除。使用吸塵器進行清潔工作時,突出的優(yōu)點是能有效地將灰塵吸聚起來,不會使塵埃飛揚,能保持室內(nèi)空氣的潔凈,因此清潔程度和工作效率很高。

1、吸塵器的類型

⑴按使用功能分類

器用于清除干狀灰塵和碎雜物。濕式吸塵器可用來吸除地面上的污水按使用功能,可分為干式、濕式和干濕兩用式、吸塵打蠟式。干式吸塵、洗滌液<吸水型>或吸除廢油、油污等<吸油型>。干濕兩用式除具有干式吸塵器的性能外．還可以用來吸除污水或泡沫污物。吸塵打蠟式兼有吸塵和打蠟兩種功能,但吸力較差,以打蠟為主。

⑵按外形結構分類

根據(jù)吸塵器的外形及結構,可分為立式、臥式、便攜式三類。

2、吸塵器的結構

無論哪種吸塵器,其基本結構大致相同,主要有外殼、電動機、風機、濾塵器、吸塵附件、控制電路等組成。

⑴外殼吸塵器的外殼起支承各零部件及保護內(nèi)部結構的作用,一般由工程塑料制成。立式吸塵器分為上下兩部分,上面部分內(nèi)部安裝有電動機、風機、消音裝置、灰塵指示器、外部有提把,電源開關。下面部分裝有吸塵部分,桶壁上有吸入口,桶底裝有腳輪。

⑵電動機吸塵器采用單相串激式電動機。這種電動機體積小、轉(zhuǎn)速高,電源頻率為50Hz時,每分鐘旋轉(zhuǎn)2萬轉(zhuǎn)～4萬轉(zhuǎn),并且起動轉(zhuǎn)矩大,機械特性軟,負載重時轉(zhuǎn)速下降,負載輕時轉(zhuǎn)速上升,特別適合于吸塵器的工作情況,其結構主要由定子、轉(zhuǎn)子、機殼、軸承、電刷等部件組成。

風機是吸塵器產(chǎn)生負壓的組件,由動葉輪和靜葉輪組成。電動機驅(qū)動葉輪高速旋轉(zhuǎn),動葉輪間的空氣受離心力作用向外運動。從靜葉輪邊緣旋入。由中心處排出,形成一定的風壓與風量,在葉輪的前端形成—定的負壓。為了提高吸塵效率及縮小風機體積,風機往往做成多級葉輪結構。

⑶過濾部件由過濾器與集塵室組成,主要作用是過濾帶塵的空氣,經(jīng)過濾后灰塵留在集塵室內(nèi),較干凈的空氣進人風機后從出風口排出。

⑷阻塞保護閥由閥殼、阻塞片、彈簧組成。當過濾器上灰塵過多濾孔被阻塞時,風機入口處真空度增大,阻塞片在外界大氣壓力下,克服彈簧張力向下移動,將阻塞保護閥打開,外界空氣不經(jīng)過濾網(wǎng)直接經(jīng)保護閥流入風機,并冷卻電動機,起到保護作用。

3、吸塵器的工作原理

各類吸塵器的工作原理大致相同,都是由起塵、吸塵、濾塵來清除灰塵的。

工作時,通過吸塵器前端的吸刷把灰塵打攪起來,由于吸塵器內(nèi)電動機驅(qū)動風機高速旋轉(zhuǎn),使其中的空氣不斷得到能量,并以極高的速度排出風機,結果在風機前端的吸塵部產(chǎn)生負壓,形成瞬時真空,在這個負壓作用下被過濾器通常用濾網(wǎng)絨布、過濾紙等材料嵌裝在骨架上,以便增大濾塵面積及清除濾網(wǎng)上的灰塵,集塵室是集存灰塵的地方,立式吸塵器,其下桶就是集塵室