精通篇
第3章 蒸炒类电炊具故障分析与检修
第1节 电饭煲故障分析与检修
电饭煲也叫电饭锅,它不仅能煮出香甜、可口的米饭,而且可以完成蒸、煮、炖、煨等多种烹饪操作,若配用电饭煲火力调节器,还能扩展电饭煲的用途,例如慢火煲粥、熬汤等。电饭煲的最大特点是煮饭无须人员照料看管,饭熟自动保温,具有操作方便、无污染、清洁卫生、省时省力、安全可靠等优点。常见的电饭煲如图3-1所示。
图3-1 典型电饭煲实物外形
提示
本节主要介绍用万用表检修机械控制型、电脑控制型、模糊控制型3种电饭煲的检修方法。机械控制型电饭煲采用了机械器件控制它加热、保温,电脑控制型电饭煲的控制系统采用了单片机控制电路,而模糊控制型电饭煲是在电脑控制型电饭煲的基础上采用了模糊控制技术。
一、机械控制型电饭煲
1. 构成
常见的机械控制型电饭煲由内锅、加热盘(电热板)、磁性温控器ST1、总成开关、双金属片型温控器ST2、插座、外壳等构成,构成示意图和电气原理图如图3-2所示。
(1)磁性温控器
磁钢磁性温控器也叫磁钢限温器,俗称磁钢,主要应用在电饭煲内。它的作用是控制电饭煲煮饭时间的长短。常见的磁性温控器的实物外形如图3-3所示。磁性温控器由感温磁铁、弹簧、永久磁钢、拉杆、内外套等构成,它和总成开关构成的供电控制系统如图3-4所示。
(2)双金属片型温控器
双金属片型温控器由双金属片、触点、压簧、瓷米、瓷珠、调整螺钉、支架等构成,如图3-5所示。
图3-2 典型机械控制型电饭煲构成、电气原理图
图3-3 典型磁性温控器实物示意图
图3-4 磁性温控器、总成开关构成的供电控制系统示意图
提示
双金属片温控器动作的温度点是可以调整的。通过调整它上面的校准螺钉,可以预先改变作用在触点上的压力,从而改变双金属片动作的温度点。
(3)加热盘
加热盘也叫发热盘、电热盘,多采用管状电加热管浇铸铝合金制成,如图3-6所示。
2. 工作原理
(1)煮饭
将功能选择开关S拨到“煮饭”的位置,再按下总成开关的按键,磁性温控器ST1内的永久磁钢在杠杆的作用下克服动作弹簧推力,上移与感温磁铁吸合,银触点在磷青铜片的作用下闭合,220V市电电压第一路经温度熔断器FU、保温温控器ST2与ST1的触点、加热盘EH、开关S构成煮饭回路为EH供电,EH开始加热煮饭;第二路经R1、VD1、LED1、R3、EH、ST2构成回路使LED1发光,表明电饭煲处于煮饭状态。随着EH加热的不断进行,锅内温度逐渐升高,当米饭的温度超过65℃时,ST2的双金属片变形使它的触点断开,此时市电电压通过ST1的触点继续为EH供电,使加热温度继续升高。当加热温度升至103℃时,饭已煮熟,ST1内的感温磁铁的磁性消失,磁铁在动作弹簧的作用下复位,通过杠杆将触点断开,不再复位,切断EH的供电回路,EH因无供电而停止工作,电饭煲进入保温状态,同时市电电压通过R2、VD2、R3构成的回路为保温指示灯LED2供电,使它发光,表明电饭煲进入保温状态。
图3-5 双金属片型温控器的构成示意图
图3-6 加热盘的构成示意图
保温期间,当温度低于65℃时,温控器ST2的双金属片变形,使触点接通,为加热盘EH供电,EH开始加热;当温度达到65℃时ST2的双金属片变形使触点断开,EH因无供电而停止工作。这样,电饭煲在ST2的控制下,温度保持在65℃左右。
(2)蒸炖
蒸炖与煮饭的工作原理基本相同,有几点不同:一是,将功能开关S拨到“蒸炖”的位置;二是,煮饭指示灯LED1不发光,而蒸炖指示灯(黄色)LED3发光;三是,市电电压通过二极管VD4半波整流后,为加热盘EH供电,使它进入半功率的加热状态。
3. 常见故障检修
(1)不加热且指示灯不亮
不加热且指示灯不亮,说明温度熔断器FU、功能选择开关S异常。该故障检修流程如图3-7所示。
图3-7 故障检修流程
(2)不加热,指示灯亮
不加热,但指示灯亮,说明加热盘异常。断电后,用指针万用表R×10挡或数字万用表100Ω挡检查加热盘EH的阻值,若阻值为无穷大,说明开路,需要更换。
(3)不能蒸炖
不能蒸炖的故障原因多是整流管VD4异常。
维修时,用数字万用表的二极管挡测量其正、反向导通压降,若导通压降值均为无穷大,说明该整流管已开路,更换即可排除故障。
(4)保温功能失效
保温功能失效的故障原因主要是保温温控器ST2异常,修复或更换即可排除故障。
(5)加热正常,指示灯不亮
加热正常,说明电饭煲工作基本正常,保温指示灯LED2不亮,说明指示灯电路中的限流电阻R2异常。由于LED2工作时间长,R2的功耗较大,原电阻功率较小,所以容易损坏。维修时,应更换功率为2W的20kΩ电阻。
(6)做饭不熟或夹生
做饭不熟或夹生故障的主要原因:1)磁钢温控器ST1内的磁铁性能下降,2)加热盘EH或内锅变形。
检查EH、内锅正常后,更换磁钢即可。若EH轻微变形,可通过打磨校正后使用;若变形严重,则需要更换。而内锅变形,多可通过校正来排除故障。
二、电脑控制型电饭煲
1. 构成
常见的电脑控制型电饭煲与机械控制型电饭煲相比,就是取消了磁性温控器、总成开关、双金属片温控器等机械控制器件,而增加了控制电路、温度传感器、操作电路,如图3-8所示。
图3-8 典型电脑控制型电饭煲构成示意图
提示
由于采用了电脑控制方式,所以此类电饭煲具有热效率高、保温性能好等优点,但也存在成本高、维修难度大等缺点。
2. 南极星CFX840-B70T型电饭煲
南极星CFX840-B70T型电饭煲的电路由电源电路和控制电路两大部分构成。其中,电源电路以变压器T、三端稳压器U6为核心构成,如图3-9所示;而控制电路以微处理器U1为核心构成,如图3-10所示。
图3-9 南极星CFX840-B70T型电饭煲电源电路
(1)工作原理
1)电源电路
如图3-9所示,220V市电电压经熔断器FU和锅底开关K加到电源变压器T的初级绕组上,通过T降压,它的次级绕组输出12V左右的(与市电高低有关)交流电压。该电压经D2~D5进行桥式整流,再通过C1、C8滤波产生12V直流电压。该电压分为两路输出:一路为继电器J的驱动电路供电;另一路经三端稳压器U6(L7805)稳压产生5V直流电压,经C2、C10滤波后,再经连接器CZ2的④脚为微处理器电路供电。
图3-10 南极星CFX840-B70T型电饭锅控制电路
2)微处理器基本工作条件电路
该机的微处理器基本工作条件电路由供电电路、复位电路和时钟振荡电路构成。电路见图3-10。
5V供电:插好电饭煲的电源线,待电源电路工作后,由其输出的5V电压经电容C3、C9滤波后,加到微处理器U1的供电端⑤脚,为U1供电。
复位电路:开机瞬间U1的⑬脚输出的电压通过R8对C5充电,在C5两端形成一个由0逐渐升高到5V的复位信号。当复位信号为低电平时,通过U1⑩脚使U1内的存储器、寄存器等电路进行复位;当复位信号为高电平时,U1内的存储器、寄存器等复位结束后开始正常工作。
时钟振荡电路:微处理器U1得到供电后,它内部的振荡器与⑥、⑦脚外接的晶振X和移相电容C6、C7通过振荡产生4MHz的时钟信号。该信号经分频后协调各部位的工作,并作为U1输出各种控制信号的基准脉冲源。U1在保温状态下的引脚电压数据如表3-1所示。
表3-1 微处理器U1引脚电压值
3)煮饭、保温电路
当按下煮饭功能选择键SFUNC后,此信号被微处理器U1检测到后对其进行编码,由U1输出串行数据信号、时钟信号,经8位移位寄存器U2处理后,U2依次输出相应的低电平位选信号,使煮饭指示灯、保温指示灯、计时指示灯、快速指示灯中相应的灯点亮。由于各个功能控制过程相同,下面以煮饭控制为例进行介绍。
在选择好煮饭方式或定时时间后,按下开始/停止键START,此输入信号被微处理器U1识别后,控制煮饭指示灯发光,表明电饭煲进入煮饭状态,同时从⑫脚输出高电平信号。该信号经连接器CZ2的②脚进入电源电路板,再经R5限流,使放大管N4导通,为继电器J的线圈提供驱动电流,于是J内的常开触点J-1闭合,加热器得到供电后发热,开始煮饭。当煮饭的温度升至103℃左右时,温度传感器(负温度系数热敏电阻)RT的阻值减小到需要值,通过CZ2的⑤脚使U1的⑧脚电位下降到设置值。U1将⑧脚输入的电压与内部存储的温度/电压数据比较后,判断饭已煮熟,便使⑫脚输出低电平信号,N4截止,继电器J内的触点释放。若米饭未被食用,则进入保温状态。保温期间,电饭煲在RT、U1、N4、J的控制下,温度保持在65℃左右,同时控制保温指示灯发光,表明电饭煲工作在保温状态。
4)过热保护电路
过热保护电路由温度型熔断器FU构成。当驱动管N4的ce结击穿或继电器J的触点粘连导致加热盘加热时间过长,使加热盘温度升高,当温度超过150℃时FU熔断,切断供电回路,避免加热盘和相关器件过热损坏,实现了过热保护。
(2)常见故障检修
1)不加热且指示灯不亮故障
不加热且指示灯不亮,说明微处理器未工作。该故障的主要原因:1)电源电路异常,2)加热盘或其供电电路异常,导致加热盘过热,使熔断器FU熔断,3)微处理器电路异常。该故障检修流程如图3-11所示。
图3-11 不加热且指示灯不亮故障检修流程
2)煮饭时显示正常,但不加热故障
煮饭时显示正常,但不加热,说明加热器或其供电电路异常。该故障的主要原因:1)加热器开路,2)继电器J及其驱动电路异常,3)微处理器U1损坏等。该故障检修流程如图3-12所示。
3)操作、显示都正常,但米饭煮糊故障
操作、显示都正常,但米饭煮煳说明煮饭时间过长,导致温度过高。该故障的主要原因:①继电器J常开触点J-1粘死,②放大管N4的ce结击穿短路,③CZ2或温度传感器RT损坏,④微处理器U1异常。该故障检修流程如图3-13所示。
图3-12 煮饭时显示正常,但不加热故障检修流程
4)能煮饭,但米饭不熟故障
能煮饭,但米饭不熟说明煮饭时间不足,导致加热温度过低。该故障的主要原因:①放大管N4的热稳定性能差,②温度传感器RT损坏或R7阻值增大,③继电器J异常,④加热器异常,⑤微处理器U1异常。该故障检修流程如图3-14所示。
图3-13 操作、显示正常,但米饭煮煳故障检修流程
图3-14 能煮饭,但米饭不熟故障检修流程
5)按某功能键无效故障
按某功能键无效的故障多是该功能键开关接触不良。
维修时,拆出电脑控制板,按压该开关的同时,用万用表的R×1挡测量它引脚间的阻值,看阻值能否在0与无穷大间变化,若不能,说明该开关异常,更换即可排除故障。
三、模糊控制型电饭煲
1. 特点
模糊控制型电饭煲采用已固化程序的微处理器,通过双重温度传感器检测和模糊逻辑控制,能统筹控制煮饭时的吸水、加热、沸腾、焖饭、二次加热、保温等过程,并相应控制煮饭的功率、时间和温度,可以煮出色、香、味、质俱佳的米饭,而且可以完成容易溢锅的煮粥、煲汤、蒸炖、煮奶等工作。经该电饭煲做出的食物不仅维生素、蛋白质、微量元素以及营养成分不会被氧化而流失,比普通电饭煲的营养保存率高出20%,而且食物颗粒完整饱满、柔软、香滑有弹性,营养更丰富。
模糊控制型电饭煲的结构与传统电饭煲基本相同,也是由外壳、外锅、内锅、盖板、面盖、加热盘、温度传感器、控制面板、电脑板等部件组成的。此类电饭煲一般在锅底和锅盖上设置了两个传感器。其中锅底传感器检测水温及内锅的温度变化率等;锅盖传感器则用于检测室内温度和水蒸气的温度,可以判别出电饭锅煮饭时所处的工序阶段,尤其可有效判别在焖饭工序中米饭的温度。
2. 三源模糊控制型电饭煲
三源模糊控制型电饭煲的电路由电源电路和控制电路两大部分构成,如图3-15所示。
图3-15 三源模糊控制型电饭煲电路
(1)工作原理
1)电源电路
如图3-15所示,220V市电电压经熔断器FU输入到电源电路,再经电源变压器TB降压,从它的次级绕组输出12V左右的(与市电高低有关)交流电压。该电压经D1~D4进行桥式整流,再通过C3、C14滤波产生12V直流电压。该电压分为两路输出:一路为继电器J的驱动电路供电;另一路经R1限流,再经5V稳压管ZD1稳压产生5V直流电压,经C6、C13滤波后,为微处理器电路供电。
2)微处理器基本工作条件电路
如图3-15所示,该机的微处理器基本工作条件电路由供电电路、复位电路和时钟振荡电路构成。
5V供电:插好电饭煲的电源线,待电源电路工作后,由其输出的5V电压经电容滤波后,加到微处理器IC的供电端⑬~⑮脚、⑳脚,为IC供电。
复位电路:5V电压通过R2对IC的⑦脚外接电容(图中未画出)充电,充电使IC的复位信号端⑦脚输入低电平复位信号时,IC内的存储器、寄存器等电路开始复位;当IC的⑦脚输入高电平电压,使IC复位结束后开始正常工作。
时钟振荡电路:微处理器IC得到供电后,它内部的振荡器与②、③脚外接的晶振XTAL和移相电容C1、C2通过振荡产生4MHz的时钟信号。该信号经分频后协调IC各部位的工作,并作为IC输出各种控制信号的基准脉冲源。IC在保温状态下的引脚电压数据如表3-2所示。
表3-2 微处理器IC引脚电压值
3)控制电路
由于各个功能控制过程相同,下面以煮饭控制为例进行介绍。
当锅内放入米和水后,在未加热时,连接器CN2、CN3所接的温度传感器(负温度系数热敏电阻)阻值较大,使微处理器IC的⑯、⑰脚输入的电压较低,IC判断锅内温度低,并且无水蒸气,此时按下煮饭/蒸炖键SCOOK,IC的⑤脚电压发生变化,该变化被IC识别后,IC控制烧煮指示灯发光,表明电饭煲进入煮饭状态,同时从⑲脚输出高电平信号。该信号经R4限流,使放大管Q1导通,为继电器J的线圈提供驱动电流,于是J内的常开触点闭合,加热盘得到供电后发热,开始煮饭。当锅内的水温达到35℃左右时,IC的⑲脚输出低电平控制信号,使继电器J内的触点释放,电饭煲进入大米吸水保温状态,锅内的水温随着大米吸水而逐渐下降,降到设定值后,温度值被IC检测后判断大米吸水时间到,则控制⑲脚再次输出高电平信号,使加热盘再次进入加热状态。当水温达到100℃,CN2所接温度传感器的阻值减小。IC的⑲脚周期性输出高电平、低电平控制信号,使水维持沸腾状态。经过20min左右的保沸时间后,IC的⑲脚输出低电平,使加热盘停止加热,电饭煲进入焖饭状态。进入焖饭状态后,米饭基本煮熟,但米粒上会残留一些水分,尤其是顶层的米饭更严重。因此,在焖饭达到一定时间后,IC的⑲脚再次输出高电平信号,使加热盘加热,使多余的水分蒸发;随着水分的蒸发,锅盖的温度升高,被CN2所接温度传感器检测后,其阻值大幅度减小,IC⑯脚电压升高,此变化被IC检测后,判断饭已煮熟,使⑲脚输出低电平信号,煮饭结束,同时控制煮好指示灯发光,提醒用户米饭可以食用。若米饭未被食用,则进入保温状态。保温期间,电饭锅在CN3所接温度传感器、IC、Q1、J的控制下,温度保持在65℃左右,同时控制保温指示灯发光,表明它工作在保温状态。
4)过热保护电路
过热保护电路由温度型熔断器FU构成。当放大管Q1的ce结击穿或继电器J的触点粘连导致加热盘加热时间过长,使加热盘温度升高,当温度超过150℃时FU熔断,切断供电回路,避免加热盘和相关器件过热损坏,实现了过热保护。
(2)常见故障检修
1)不加热且指示灯不亮故障
不加热且指示灯不亮,说明微处理器未工作。该故障的主要原因:①电源电路异常,②加热盘或其供电电路异常,使加热盘过热,导致熔断器FU熔断,③微处理器电路异常。该故障检修流程如图3-16所示。
图3-16 不加热且指示灯不亮故障检修流程
2)煮饭时显示正常,但不加热故障
煮饭时显示正常,但不加热,说明加热盘或其供电电路异常。该故障的主要原因:①加热盘开路,②继电器J及其驱动电路异常,③CN2、CN3所接的温度传感器开路或电容C10、C11击穿,④微处理器IC等损坏。该故障检修流程如图3-17所示。
3)操作、显示都正常,但米饭煮煳故障
操作、显示都正常,但米饭煮煳说明煮饭时间过长,导致温度过高。该故障的主要原因:①继电器J常开触点粘连,②放大管Q1的c、e极击穿短路,③温度传感器或电容C10、C11损坏,④微处理器IC异常。该故障检修流程如图3-18所示。
4)能煮饭,但米饭不熟故障
能煮饭,但米饭不熟,说明煮饭时间不足,导致加热温度过低。该故障的主要原因:①放大管Q1的热稳定性能差,②温度传感器异常或R6、R7阻值增大,③微处理器IC异常。该故障检修流程如图3-19所示。
3. 美的MB-YCB系列模糊控制型电饭煲
美的MB-YCB系列模糊控制型电饭煲有MB-YC B30B、MB-YCB40B、MB-YCB50B 3种型号,它们的电路构成相同,都是由电源电路和控制电路两大部分构成的,如图3-20和图3-21所示。
(1)工作原理
1)电源电路
如图3-20所示,220V市电电压经熔断器Ft输入到电源电路,再经C1滤波后,加到电源变压器T的初级绕组,从它的次级绕组输出9V左右的(与市电高低有关)交流电压,该电压经D1~D4构成的整流桥堆进行整流,通过C2、C3滤波产生12V左右的直流电压。该电压分为两路输出:一路为继电器K的线圈供电;另一路经三端稳压器U1(7805)稳压产生5V直流电压,经连接器CN2的④脚为微处理器电路供电。
图3-17 煮饭时显示正常,但不加热故障检修流程
图3-18 操作、显示正常,但米饭煮煳故障检修流程
图3-19 能煮饭,但米饭不熟故障检修流程
图3-20 美的MB-YCB系列模糊控制型电饭煲电源电路
图3-21 美的MB-YCB系列模糊控制型电饭煲控制电路
市电输入回路的ZNR是压敏电阻,它的作用是防止市电电压过高损坏变压器T等元器件。市电升高时,ZNR击穿,使熔断器Ft熔断,切断市电输入回路,实现市电过压保护。
2)微处理器基本工作条件电路
如图3-21所示,该机的控制电路是以微处理器TMP87P809N为核心构成的。TMP87P809N的引脚功能和引脚维修参考数据如表3-3所示。
表3-3 微处理器TMP87P809N的引脚功能和维修参考数据
5V供电:插好电饭煲的电源线,待电源电路工作后,由其输出的5V电压经R25限流,再经C12、L1、C4、C8组成的π型滤波器滤波后,加到微处理器U2(TMP87P809N)供电端㉘脚,为它供电。
复位电路:复位信号由专用复位芯片U3(KIA7039)提供。开机瞬间,由于电源在滤波电容的作用下是逐渐升高到5V的,当该电压低于设置值时(多为3.6V),U3的输出端输出一个低电平的复位信号。该信号加到U2的㉗脚,U2内的存储器、寄存器等电路清零复位。随着电源电压不断升高,U3输出高电平信号,加到U2的㉗脚后,U2内部电路复位结束,开始工作。
时钟振荡电路:微处理器U2得到供电后,它内部的振荡器与①、②脚外接的晶振XL1和移相电容C6、C7通过振荡产生4MHz的时钟信号。该信号经分频后协调各部位的工作,并作为U2输出各种控制信号的基准脉冲源。
3)加热控制电路
由于各个功能控制过程相同,下面以煮饭控制为例进行介绍。
当锅内放入米和水后,在未加热时,温度传感器(负温度系数热敏电阻)Rt1、Rt2的阻值较大,为微处理器U2的④、⑤脚输入的电压较低,U2判断锅内温度低,并且无水蒸气,此时通过功能键选择煮饭功能,并按下开始键,在⑧脚输入低电平,此信号被U2识别后,U2控制快煮和开始指示灯发光,表明电饭煲进入煮饭状态,同时从㉖脚输出高电平信号。该信号经连接器CN2的③脚输入到电源电路(见图3-20),再经R1限流,使放大管Q1导通,为继电器K的线圈提供驱动电流,于是K内的常开触点闭合,加热盘得到供电,开始加热。当水温达到100℃时,传感器Rt1的阻值减小到设置值,使U2的⑤脚输入的电压增大到设置值,被U2识别后控制它的㉖脚周期性输出高、低电平控制信号,使水维持沸腾状态。经过20min左右的保沸时间后,U2的㉖脚输出低电平,使加热盘停止加热,电饭煲进入焖饭状态。进入焖饭状态后,米饭基本煮熟,但米粒上会残留一些水分,尤其是顶层的米饭更严重。因此,在焖饭达到一定时间后,U2的㉖脚再次输出高电平信号,使加热盘开始加热,使多余的水分进行蒸发;随着水分的蒸发,锅盖的温度升高,使传感器Rt2的阻值大幅度减小,为U2的④脚提供的电压增大到设置值,被U2检测后,判断饭已煮熟,使㉖脚输出低电平信号,煮饭结束,同时控制煮饭指示灯熄灭,提醒用户米饭可以食用。若米饭未被食用,则进入保温状态。保温期间,U2控制保温指示灯LED17发光,表明该机进入保温状态,同时加热盘在Rt1、U2、Q1、K的控制下,温度保持在65℃左右。
4)过热保护电路
过热保护电路由温度型熔断器Ft构成。当驱动管Q1的ce结击穿或继电器K的触点粘连导致加热盘加热时间过长,使加热盘温度升高,当温度超过150℃时Ft熔断,切断供电回路,避免加热盘和相关器件过热损坏,实现了过热保护。
(2)常见故障检修
1)不加热且指示灯不亮故障
不加热且指示灯不亮,说明微处理器未工作。该故障的主要原因:①电源电路未工作,②加热盘或其供电电路异常,导致加热盘过热,使熔断器Ft熔断,③微处理器电路异常。该故障检修流程如图3-22所示。
图3-22 不加热且指示灯不亮故障检修流程
2)煮饭时显示正常,但不加热故障
煮饭时显示正常,但不加热,说明加热盘或其供电电路异常。该故障的主要原因:①加热盘开路,②继电器K及其驱动电路异常,③热敏电阻Rt1、Rt2或连接器CN2开路,④4微处理器U2损坏。该故障检修流程如图3-23所示。
3)操作、显示都正常,但米饭煮糊故障
操作、显示都正常,但米饭煮糊说明煮饭时间过长,导致温度过高。该故障的主要原因:①继电器K的触点粘连,②放大管Q1的c、e极击穿短路,③温度传感器Rt1、Rt2损坏,④微处理器U2异常。该故障检修流程如图3-24所示。
图3-23 煮饭时显示正常,但不加热故障检修流程
图3-24 操作、显示正常,但米饭煮煳故障检修流程
4)能煮饭,但米饭不熟故障
能煮饭,但米饭不熟,说明煮饭时间不足,导致加热温度过低。该故障的主要原因:①放大管Q1的热稳定性能差,②温度传感器Rt1、Rt2或R4、R5阻值增大,③微处理器U2异常。该故障检修流程如图3-25所示。
提示
R4、R5在图3-26中,它们是Rt2、Rt1的分压电阻。
图3-25 能煮饭,但米饭不熟故障检修流程