电饭煲自动控制系统的研究与思考

电饭煲自动控制系统的研究与思考

摘要：电饭煲是大家日常生活中必不可少的一种家用电器，其操作简单，能够自动实现蒸煮和保温功能，为生活带来了极大的方便。本文从通过对电饭煲自动控制系统的工作原理进行研究，对电饭煲日常使用中出现的问题进行思考，并提出了相应解决办法，更好的发挥电饭煲使用效果。

关键词：电饭煲自动控制工作原理

前言：

电饭锅是一种能够进行蒸、煮、炖、煨、焖等多种加工的现代化炊具。它不但能够把食物做熟，而且能够保温，使用起来清洁卫生，没有污染，省时省力，是家务劳动现代化不可缺少的用具之一。近年来，中国游客大量抢购日本电饭煲的新闻接连不断，中国提出了中国制造2025计划，来实现中国制造的超越。而学生目前家中使用的电饭煲每次锅底都有很厚的锅巴，对电力和粮食都造成了很大了浪费。为了探究电饭煲巴锅的究竟，进一步了解自动控制的基础知识，本文对电饭煲原理学习，并对电饭煲自动控制故障进行研究和分析。

正文：

一、基本概况

（一）电饭煲发展历史

电饭煲经过多年的发展，从机械式控制，到电子式控制，再到微电脑控制，再是将要成为主流的电磁电饭煲和微压力电饭煲，电饭煲的控制技术也经历了几个重要的阶段。

世界上第一台电饭煲，是由日本人井深大发明于1950年。中国第一台简易电饭煲是1976年生产出的。1955年-1970年电饭锅的时代，从发明到普及的时间为2年。1970年为机械煲的时代，从发明到普及的时间为2-3年。1980年为电脑煲的时代，从发明到普及为3-4年。1990年-2000年为 IH煲时代，从发明到普及为4-5年，IH 电饭煲从2006年开始出现的内锅就多样化。

（二）电饭煲基本情况调查

通过对电饭煲销售情况和使用情况调查，普通家庭选用基本机械控制电饭煲占49%（主要集中在未更新电饭煲的家庭，电饭煲使用平均3年以上），电子控制电饭煲51%（主要集中在近两年新购买电饭煲的家庭）。

表1-1 电饭煲销售情况统计表

说明：统计数据来自主要网络销售平台，2018年销售数据，日期截至5月31日，统计来源排名前10销售产品。

表1-2 电饭煲拥有情况调查统计表

说明：统计数据来生活区范围内调查问卷（100份），由于调查区域相对闭塞，数据代表性可能有待进一步探索。

通过对两组数据的分析，机械控制电饭煲销量依然占有近10%的占比，特别是在油区范围内（老龄化程度相对较高的区域），机械式控制电饭煲的使用比例将近50%，因此对机械式普通家用电饭煲的研究很有必要。

二、普通家用电饭煲的工作原理

普通电饭煲主要由发热盘、限温器、保温开关、杠杆开关、限流

电阻、指示灯、插座等组成。

发热盘：电饭煲的发热元件，是内嵌电发热管的铝合金圆盘。

限温器（磁钢）：主要控制元件，内部装有永久磁环和弹簧，位于发热盘中央。当电饭锅内的饭达到煮熟温度时，磁钢限温器使电路自动断开。磁钢限温器主要由感温磁钢、弹簧、永磁体、杠杆和按键开关组成，其结构如图所示。其中感温磁钢是采用镍锌铁氧体制成的，它的磁性随温度而变化。在锅内的温度不超 100℃时，感温磁钢与永久磁体保待闭合，开关触点闭合，电流通过电加热器进行加热。当锅底温度超过感温磁钢的居里点温度（103±2℃)时，紧贴内锅底的感温磁钢失去磁性，变成非磁性材料。永久磁钢不能再吸合感温磁钢，这时降温弹簧弹开，传动片向下移动，致使开关触点断开，电路断电，停止加热，起到自动限温的作用。原理图如图1 所示。

图1

保温开关（恒温器）：由弹簧片、常闭触点、常开触点、双金属片组成。煮饭时，锅内温度升高，由于构成双金属片的两片金属片的热伸缩率不同，结果使双金属片向上弯曲。当温度达到80摄氏度以上时，在向上弯曲的双金属片推动下，弹簧片带动常开与常闭触点进行转换，从而切断发热管的电源，停止加热。当锅内温度下降到80摄氏度以下时，双金属片逐渐冷却复原，常开与常闭触点再次转换，接通发热管电源，进行加热。如此反复，即达到保温效果。

杠杆开关：煮饭时，按下此开关，给发热管接通电源，同时给加热指示灯供电使之点亮。饭好时，限温器弹下，带动杠杆开关，使触点断开。此后发热管仅受保温开关控制。

限流电阻：在发热管与电源之间，起着保护发热管的作用。

三、传统电饭煲常见故障分析及对策

（一）插上电源，电源保险丝熔断。

原因分析：

1.电饭锅电源插座内进水或米汤，造成短路；

2.电饭锅电源插座或插头由于长期使用，其表面碳化短路。

处理方法：

情况一：可以将插座内水分吹干后继续使用。

情况二：可用细砂纸将表面碳化层处理干净后恢复正常。

（二）无法启动

原因分析：

1.电源导线断路；

2.电阻熔断；

3.发热管烧断。

处理方法：

用万用表逐一判断原因，若导线断路更换匹配导线，若电阻熔断熔断用同型号限流电阻代替，若发热管须连同发热盘一起更换。

（三）煮的饭夹生

原因分析：

此故障一般是限温器内的永久磁环磁力减弱造成的。

处理方法：

可拆开电饭锅的限温器检查磁环是否断裂、吸力如何。若永久磁环断裂则必须更换相同型号的限温器；若吸力减小，可调节限温器上的调温螺钉，每次调节 1/4 圈，调节一次试煮饭一次。

（四）煮的饭糊锅

原因分析：

此故障可能是保温开关的常闭触点烧结粘在一起，虽然饭已经煮好，限温器也跳下，但保温开关仍在继续给发热管通电，饭就糊了。

处理方法：

可用小刀把触点分开，然后用细砂纸将触点表面清理干净。

（五）煮好饭后不能保温

原因分析：

此故障可能是保温开关的常闭触点表面脏污或烧蚀，使其触点接触电阻过大，造成触点闭合而电路不通，发热管不发热，电饭锅不能保温。

处理方法：

可用细砂纸将触点表面清理干净后，镀上一层锡。若仍不保温可更换保温开关。

四、小结

通过对机械式电饭煲的常见问题进行分析和故障处理，虽然解决的问题跟不上电饭煲技术的更新速度，但是通过对电饭煲自动控制系统的研究，打开了我对更高端自动化控制学习的向往。电饭煲自动控制的背后是无数精益求精的工程师智慧的体现，也是大国工匠追求完美的精神，更是中国制造走向世界的重要引擎。在以后的学习中，我将谨记“艰苦朴素，求真务实”的校训，认真学习专业知识，为中国制造2025贡献自己青春的力量。