电饭煲设计毕业设计论文

陕西科技大学

毕业论文（设计）题目：电饭煲控制器

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电饭煲自动煮饭控制器

摘要

在信息和科技时代我们的生活已离不开电，而与之共同发展起来的电器已出现在日常生活中成了不可替换的部分。随着各种电器的发明和运用问题也就接踵而来，像漏电，短路等各种问题。所以在这篇论文中我将以电饭煲为例向大家着重介绍，各个元件的功用和检测方法；电饭煲自动控制原理及与它相关的各部位原理图，进而帮助大家从专业的角度去了解家用电器以及对它们做出合理的保护

关键字：电饭煲，电饭煲自动控制原理图，元器件的功能

Automatic rice cooker cook control

ABSTRACT

In information and technological age , our life has been inseparable from power。But the common electrical appliances which appeared with the developing of age have become an irreplaceable part in daily life. With the invention and application of various electrical appliances, various problems will come one after another, like leakage, short circuit problems and so on. So in this paper, I will make a brief introduction to you, which is about the various components function and detection methods of electrical appliances according cooker ; Controlling principle and its relevance diagram site .Depending on them ,you can make a correct elect by the professional point of view to understand the appliances and make reasonable protection for them.

Keywords: rice cooker, automatic control schematics, component to explain

目录

中文摘要……………………………………………………………………………………

英文摘要……………………………………………………………………………………

第一章绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2电饭锅研究现状 (1)

1.3本课题的研究目的和意义 (3)

第二章电路分析 (4)

2.1课题的要求 (4)

2.2元器件简介 (4)

2.2.1 电阻 (4)

2.2.2 电容 (5)

2.2.3 二极管 (5)

2.2.4 三极管 (7)

2.2.5 变压器 (9)

2.2.6 电磁继电器 (9)

2.2.7 晶闸管 (10)

2.3 电路设计 (11)

2.3.1电路 (11)

2.3.2工作原理 (11)

第三章实验与分析 (12)

3.1学习目的 (12)

3.2主要器材 (12)

3.3实验步骤 (12)

3.3.1电路 (12)

3.3.2印刷电路板 (13)

3.3.3电路图分析 (13)

第四章总结与展望 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

第一章绪论

1.1引言

家用电器发展迅速，20世纪80年代生产双桶洗衣机、单门电冰箱和冷风型空调器，而现在，人们使用的是全自动洗衣机、多温电冰箱和变频空调器等，新技术、新产品层出不穷、日新月异。家用电器的迅速发展必然反映到教育事业中来，高等职业院校和中等职业学校有的开设家用电器专业，有的开设家用电器课程，许多高等院校也都相继开设了家用电器课，为家用电器教育作出了很大的贡献。

随着科学技术的进步，在日新月异的今天，节能、高效、环保的观念已经逐渐深入人心。人们不但对家电的环保要求越来越高，而且对其智能化的要求也越来越高。

电饭煲，又称作电锅、电饭锅。是一种能自动将饭煮熟，并能保温的电热炊具，式普及率最高的厨房电器之一；是利用电能转变为内能的炊具，使用方便，清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。现在已经成为日常家用电器，电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在煮饭上的时间。而世界上第一台电饭煲，是由日本人井深大的东京通讯工程公司发明于1950年代。

学校为满足应用型人才培养目标的精神、为满足电工类相关专业实践能力培养的需要，在老师的大力支持下，组织我们电饭煲自动煮饭控制器这个论文，它主要涵盖了应用电子模拟电子技术基础、电子技术基础、维修电工、家用电器原理与应用等知识

1.2电饭锅研究现状

图1-1 电饭锅外观图

图1-1是一幅电饭锅外观图。电饭锅，也叫电饭煲，是“保温式自动电饭锅”的简称；是一种以煮饭为主的新型电热炊具，它的热效率在80％以上，具有用电省、速度快、安全、卫生的优点．目前市场上所销售的电饭锅，尽管品种繁多，外观造型竞相媲美，内煲容积各不相同，功率也大小不等，但是它们的基本构造、工作原理却相差无几．额定功率大致在350到1550瓦之间，内煲容积大约在0.6到6.5立升之间．普通家用电饭锅所采用的电源电压都是交流有效值为220伏的市电电压。

常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。现在已经成为日常家用电器，电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在煮饭上的时间。而世界上第一台电饭煲，是由日本人井深大的东京通讯工程公司发明于1950年代。

其实电饭煲背后的原理并不复杂，只要我们懂得一点点物理便可以了解。当饭煮好的时候，电饭煲内的水便会蒸发，由液态转为气态。物体由液态转为气态时，要吸收一定的能量，叫做“潜热”。这时候，温度会一直停留在沸点。直至水分蒸发后，饭煲里的温度便会再次上升。电饭煲里面有温度计和电子零件，当它发现温度再次上升的话，便会自动停止煮饭。

从构造上讲，电饭锅有内锅和外锅体（简称锅体）．内锅是一铝制煲状容器，可以从锅体内取出自如．因为铝是热的良导体，它和发热盘接触良好时，易于传热，吸收发热盘产生的热能，用于烧饭或煮炖．锅体用于盛放内锅．内锅锅沿恰好座落在锅体上，底部与发热盘紧密接触，内锅外壁与锅体内壁间有一约5毫米厚的空气隙．因空气隙处于不完全封闭状态，对流缓慢，可减少发热盘和内锅工作时的能量散失．锅体正面（有商标的一面）有指示灯，以显示煲的工作状态，指示灯是利用氖泡中的稀薄气体--氖气的辉光放电的原理制成的．起辉电压60到80V，产生橙色的光，再透过红色或黄色的透明塑料薄片透出红色或黄色的色光．指示灯的下面是一按键开关，它和磁钢限温器联合控制主电源开关的开启与闭合．锅体配有电源连线插孔，可以看到一圆盘形发热盘，也叫电热盘．发热盘的正中开有直径为45毫米的圆孔，用于安放装在发热盘正中的限温器．发热盘从外表看是一带孔的铝盘，铝盘内部有一“”形电热管，电热管通过铸铝固定在发热盘的内部．电热管的“”形开口处为两根引出电极，从发热盘的底部引出．电热管的表层是一空心紫铜管或空心铁管，内部有一螺旋弹簧状的镍铬合金电阻丝，电阻丝与空心管之间有一耐温导热固体绝缘层，使电阻丝固定在空心管内部且与管壁绝缘．不可忘记，整个电热丝与发热盘体间是相互绝缘的．发热盘是一将电能转换成热能的装置．当电流通过电热丝时，由于电流的热效应而产生的热能供铝盘所吸收，使整个发热盘的温度升高，通过内锅与发热盘的紧密接触，把热量以传导的方式传递给内锅，提供烧饭或煮炖所需的能量．把锅体倒置，拧开底板螺钉，打开底盖，可以看到底盘内的一切，里面有电源连接器，超温熔断器、杠杆式主电源开关、控温器和磁钢限温器以及整个内部电路。

1.3本课题的研究目的和意义

1.3.1研究目的

根据应用型人才培养目标的精神，为满足电工类相关专业实践能力培养的需要，遵循主动适应社会发展需要，突出应用性和针对性，着重加强实践能力、设计能力的培养原则，与专业课的理论教材相配套，作为理论教材的扩展和延伸。对这次论文总结了一下几个方面：

第一、注重实用性，考虑到电工类相关专业学生的不同层次基础不同，在内容的前后安排上由浅入深，循序渐进。本论文精选了实践能力、设计能力、创新能力和分析能力，在注意提高学生学习的同时，也提高了学生的实践能力和创新能力。

第二、注重培养学生综合分析能力和解决本课题知识的深化问题。

第二、培养学生树立正确的设计思想、设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。

第三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。

第四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，面向工人和技术人员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。

第五、实践教学时培养学生能力最好和最直接的环节，从多种途径全面提高学生的实践能力。

1.3.2 研究意义

本论文共四章。第1章介绍了电饭煲的研究现状，第2章介绍了电路分析，第3章介绍了实验与实训，第4章介绍了总结与展望。

本课题立足于教育人才培养目标，遵循主动适应数额会发展需要，突出应用性和针对性，着重加强实践动手能力、设计能力、创新能力的培养原则，与专业基础课、理论课教材相配套，作为理论教材的综合和总结。本论文集设计应用、制作、实践操作、训练等能力培养为一体，体系新颖，内容可选择性强。本论文特点归纳为：内容先进性、教学使用性、灵活选择性、突出实用性、强调实践性。它在取材上充分考虑了内容的先进性、以新技术、新元件、新材料充实到各门实践教材中，在整体规划上尽力保证与专业基础课、专业课内容的街接，与理论课的配套，体现了专业的系统性和完整性，利于课程的整合。

注重设计能力的传授，以动手能力、实践能力为培养主线，重点放在操作技能训练上，培养学生分析能力和解决实际问题的能力，又遵循循序渐进的原则，由基础实践技能到综合实践技能，采用由浅入深、深入浅出的培养方法。

第二章电路分析

2.1课题的要求

1、熟悉电饭煲自动煮饭控制电路的组成及工作原理。

2、熟悉电饭煲自动煮饭控制电路的检测方法。

3、熟练掌握电路中各器件的识别与判断。

4、掌握电路中各元器件的检测与测量。

2.2 元器件简介

2.2.1电阻

1、电阻器的概念

电阻器反映导体对电流起阻碍作用的大小，简称电阻，用电阻字母R表示。金属导体的电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比，还与材料的导电性能有关，表示为： R=рL／S (2-1)

式中 R——导体的电阻；Ω

L——导体的长度；m

S——导体的横截面积；m2

р——导体的电阻率；Ω.M

电阻率р是反映材料导电性能的系数，不同金属材料电阻率的大小可查电阻率表。银、铜、铝的电阻率小，常用来制造导线和电气设备的线圈。

2．电阻的单位

在我国法定计量单位中，电阻的单位为欧姆，简称欧(Ω)。另外，还有千欧(kΩ)、兆欧(mΩ)。它们之间的换算关系是：

l kΩ=103Ω lmΩ=103×103Ω (2-2) 3. 电阻器的作用

在电子电路中可作为负载、限流、分流、降压、分压、取样等。它是组成电路的基本元件。

4.电阻器的表示符号

固定电阻（R）可调电阻（RP）

5．电阻器的种类

电阻器的种类很多，按结构不同可分为固定电阻和可变电阻(包括电位器)；按材料不同可分为炭膜、线绕、金属膜电阻等。

2.2.2电容

1．电容器的概念

电容器是用来储存电荷的装置，它由两块金属极板中间夹有绝缘材料构成；简称电容。

当电容器与直流电源接通时，两块极板就带上了等量的异性电荷。电荷量Q与电压U成正比，即Q=CU，C为比例系数，也就是电容器的电容量，简称电容；该式还可写成： C=Q／U （2-3）

式中 C——电容，F

Q——电极上带的电荷，C

U——两极板间的电压，V

电容是表示电容器储存电荷能力的物理量，它是电容器的固有参数。它与极板的尺寸及绝缘介质的性能有关，即：

c=?S／d （2-4）

式中 S——平行板电容器的面积，m2

d——极板间的距离，m

?——介质的介电常数，F/m

电容的单位为法拉，简称法(F)，还有微法(μF)、皮法(pF)。

2．电容器的种类

电容器的种类很多，按结构不同可分为固定、可变、半可变电容器；按介质不同可分为纸质、云母、陶瓷、涤纶、玻璃釉、电解电容器等。电解电容器有正、负极，使用时正极接高电位，负极接低电位。

3. 电容器的表示方法

图2-2 电容器（C）

2.2.3二极管

一、普通二极管

1.概念及构成

面用金属（或玻璃、塑料）管壳封装起来，就成为半导体二极管。从P端引出的电极称为阳极，从N端引出的电极称为阴极。

2．二极管的符号

图2-3 二极管

3. 二极管的分类

常见的类型如整流二极管（2CZ）、普通二极管（2AP）、稳压二极管（2CW）等。

按照内部结构的不同，可分为点接触型和面接触型等类型。

二、发光二极管

1、原理及类型

图2-4发光二极管的外形及电路符号

发光二极管与普通二极管一样有结，在结加上正向电压，区的孔穴就注入区，而区的电子则注入区，空穴和电子在结相遇而复合过程中会放出能量，所释放的能量大部分以光的形式辐射出来。

发光二极管的种类很多，按发光颜色分，有红色、橙色、黄色、绿色等可见光，还有人眼看不到的红外光；按外形来分，有圆形、矩形、符号形及组合形等；按功率大小分，有小功率管、中功率管及大功率管。

2、主要特性

发光二极管具有与普通二极管有类似特点，即单向导电性。当PN结加上正向电压

剧增大。因此，发光二极管属于电流控制型元件，其伏安特性曲线如图2-5所示。

图2-5 是发光二极管的伏安特性

一般发光二极管的两个引脚是有差别的，较长的引脚为它的正极。由于发光二极管的正向导通电压在2V左右，所以直接用万用表中使用1．5 V电池的R×1、R×10、R ×100等各电阻挡无法测量发光二极管的引脚极性及判断它的好坏。这时，可用一节‘1．5 v干电池与万用表电阻挡串联，即用万用表的红表棒接这节干电池的正极，然后用该于电池的负极与万用表的黑表棒作为两个测试端来测发光二极管的两个引脚，回路中的电源电压为3 V，所以可以使发光二极管正向导通。测试时利用表头的内阻作为限流电阻，R×1挡和R×10 挡的内阻较小，可以很明显地看到发光二极管正向导通时是否发光，以帮助判断它的好坏。在测试时，必须注意的问题是万用表的两根表棒不能同时与外接干电池的正、负极相接，否则会损坏万用表。

2.2.4三极管

1．三极管的结构及符号

图2-6 三极管的结构及符号

a)结构 b)符号 c)大功率管集电极接外壳

三极管的种类很多，外形不同，但是它们的基本结构相同，都是通过一定的工艺在一块半导体基片上制成两个PN结，再引出三个电极，然后用管壳封装而成。因此，它是一种具有两个PN结、三个电极的半导体器件。

三极管的结构如图2-6所示。NPN型或者PNP型管的三层半导体形成三个不同的导电区。三极管的文字符号为v，图形符号如图2-6（b）和图2-6（c）所示。两种类型符号的区别在于发射极的箭头方向不同，箭头的方向就是发射结正向偏置时电流的方向。

三极管按用途分为：低频小功率管、低频大功率管、高频小功率管、高频大功率管、开关管等。

2．三极管的电流放大作用

三极管的主要特点是具有电流放大作用。为了实现电流放大，必须外接直流电源，使发射结正偏，集电结反偏。在图2-7所示的放大电路中，基极电源UBB使发射结正偏，电源Ucc使集电结反偏。RB为基极电阻，Rc为集电极电阻。IB为基极电流，Ic为集电极电流，IE为发射极电流。由于发射极为公共端，所以称为公共发射极放大电路。

2-7 三极管的电流放大作用

3．三极管的工作状态

三极管有三种工作状态如图2-8所示，在输出特性曲线上分为三个区域：

（1）放大区三极管的放大条件：发射结正偏，集电结反偏。

（2）截止区三极管的截止条件：发射结反偏或零偏，集电结反偏。

（3）饱和区三极管的饱和条件：发射结和集电结都正偏。

图2-8 特性曲线图

2.2.5变压器

一、变压器的概念

变压器是一种通过电磁耦合关系，将一种交流电转换成同频率的另一种交流电的静止设备。它具有改变交变电压、改变交变电流、变换阻抗和改变相位等作用，应用广泛。

二、变压器的工作原理

1、变压器的空载运行

将变压器的一次侧绕组接交流电源，二次侧绕组开路，这种运行方式称为变压器的空载运行。如图2-9所示为单相变压器的空载运行原理图。变压器处于空载状态，一次侧绕组两端加上额定正弦电压U1，这时一次侧绕组中便有空载电流I0(也叫励磁电流)通过。I0一般很小，仅为一次侧绕组额定电流的百分之几。空载电流I0通过匝数为N1的一次侧绕组，在铁心中就会产生交变的磁通。其中绝大部分磁通沿铁磁材料闭合，同时交链一次侧、二次侧绕组，这部分磁通称为主磁通，用函表示；还有一小部分磁通主要沿非铁磁材料(空气)闭合，它只交链一次侧绕组，这部分磁通为漏磁通。

图2-9 单相变压器的空载运行原理图

2．变压器的负载运行

将变压器一次侧绕组接交流电源，二次侧绕组与负载连接，这种运行状态为负载运行。变压器负载运行时，二次侧绕组中就有电流I2通过，这时一次侧电流由I0增加到I1。若忽略变压器的损失，变压器的输出功率近似等于输入功率，即：P1=P2 变压器是根据电磁感应原理而工作的，它只能改变交流电压，而不能改变直流电压。因为直流电的大小和方向不能随时间变化，在铁心内产生的磁通也是恒定不变的，因而就不能在变压器二次侧绕组中感应出电动势，所以变压器对直流电不其变换作用。

2.2.6电磁继电器

一．结构

继电器主要由铁心、线圈、街铁、弹簧、触电等组成。

二、符号

线圈（KR）常闭触电

图2-10 电磁继电器的符号

三、工作原理

线圈套在铁心上，弹簧拉在街铁。线圈未通电时，动触电与静触电闭合。当线圈的两段加上一定电压后，由于电流的磁效应使铁心线圈具有磁性，街铁在电磁吸力的作用下，带动动触电与静触电分离，而与静触电闭合。这一过程称为继电吸合。

常用的继电器触电形式有三种：动合触电、动断触电、转换触电，它们的电路符号如图2-11所示。

a）线圈 b）动合触电 c)动断触电 d)转换触电

图2-11 继电器的触电形式

四、基本电路

图2-12 继电器控制负载的基本电路

这是一个用继电器的动合触电KR控制负载RL的电路。当控制信号U1出现时，三极管VT因基极得到高电平而饱和导通，继电器线圈KR通电吸和，动合触电KR闭合，负载RL通电。当U1=0时，三极管截止，继电器线圈KR断电释放，动合触电KR复位，负载断电。因为在很多情况下控制信号都较弱，不能直接驱动继电器，所以电路中的三极管VT是作为电流放大用的。

2.2.7晶闸管

一、晶闸管的结构与符号

普通晶闸管的外形、结构及符号2-13所式，不论那种结构的晶闸管，管心都是有

所示，文字符号为V。

图2-13晶闸管的外形、符号

a)螺栓式b)平板式c)塑封管式d)符号

二、晶闸管的工作原理

晶闸管不仅具有反向阻断能力，还具有正向阻断能力。其正向导通受门极控制。1．晶闸管的导通条件

晶闸管导通的条件为：在晶闸管的阳极和阴极间加上正向电压的同时，在门极和阴极间加适当的正向触发电压。

2．晶闸管的关断条件

晶闸管一旦导通后，门极就失去了控制作用。要重新关断晶闸管，必须让阳极电流减小到低于其维持电流，或在晶闸管的阳极和阴极间加一个反向电压。

2.3 电路设计

2.3.1电路

图2-14 原理图

2.3.2工作原理

该控制器实际上是一个大功率交流定时开关，其电路原理如图所示。虚线框内为带

吸和、副线圈L2脉冲复位的工作方式，可大大简化电路、降低成本、节省电耗。220V 交流电经R2限流、VD2半波整流、VD2稳压和C2滤波后，输出12V直流电压，供控制电路用电。这里R4取值很大，可使控制器自身耗电不超过43MW；C2容量取得也较大，可使其具有一定储能作用，以满足K线圈动作时所必须的脉冲电功率。当石英钟按照

主人事先设定的时间发出闹铃时，由电磁讯响器B输出报闹电信号，经限流电阻器R1加至光电耦合器1、2脚，使光敏管由原来的截止状态转为导通状态，VS获得触发电流导通。于是C2通过K的主线圈L1快速放电，放电电流使K吸合，由其触点KH接通电饭煲电源。C2放电结束后，由于R4输出电流（实测〈0.44mA）小于VS维持导通电流，故VS自行关断，但K却依靠内部特殊机械结构来保持“锁定”，实现了电饭煲无人操作定时自动通电做饭。主人回家饭熟后（这时电饭煲已自动跳闸断电），只须按动SB，就会使K的副线圈L2从C2两端获得同样大小的脉冲功率而使触电KH释放，从而断开电饭煲电源进线。

第三章实验与分析

3.1学习目的

1．熟悉电饭煲自动煮饭控制电路的组成及工作原理。

2．熟悉电饭煲自动煮饭控制电路的检测方法。

3．熟悉电饭煲自动煮饭控制电路的常见故障的排除

3.2主要器材

二极管、三极管、晶闸管、电磁继电器、变压器、万用表、导线、电路板3.3 实验步骤

1、首先先检查所用元器件是否齐全。

2、用万用表检测各个元器件的极性是否完好。

3、检查各个元器件的焊接是否正确。

4、检查焊接电路并对电路进行调试。

5、分析电路的工作原理

3.3.1电路

图3-1 电饭煲自动煮饭控制电路

3.3.2印刷电路板

图3-2 电饭煲自动煮饭控制电路印刷电路板3.3.3实物图

（实物图2）