一、基本结构与工作原理
1. 基本结构
新泉牌过水式电热水器整机结构,主要由输入接头、主体、电源开关、PTC 发热器、漏电保护开关和输出接头等组成。只要从输入接头输入自来水,闭合电源开关,自来水经过 PTC 发热器,输出接头有热水流出。
2. 工作原理
新泉牌过水式电热水器电路原理如图 1 所示。热水器采用 PTC 发热器加热,电路可自动控温和自动控制功率输出。漏电保护开关由保护电路和试验电路组成,漏电保护电路利用互感电压使双向晶闸管 VS 导通,通过电磁铁脱扣带动电源开关断开电源。
接通水源和电源,闭合电源开关 S1,220 V 交流电通过 S1、电流互感器 T1 的绕组 L1、PTC 发热器和电流互感器的绕组 L2 构成回路,PTC 发热器开始加热自来水。由电流互感器 L1、L2 与 L3、电容 C1、C2 整流管VD5、电阻 R1 组成漏电检测保护电路。正常工作时,流过绕组 L1 和 L2 的电流大小相等、相位相反,绕组 L3无感应电压产生。若 PTC 发热器发生漏电,流过绕组L1 和 L2 的电流大小不等,铁芯中的磁通相应变化,绕组 L3 产生感应电压,感应电压经整流管 VD5 整流,电容 C1 滤波,触发双向晶闸管 VS 导通。同时,220 V 交流电通过整流管 VDl~VD4 桥式整流后,流过电磁铁T2 的线圈 L4,电磁铁 T2 的铁芯吸合,带动 S1 断开交流电源,从而起到漏电保护的作用。电容 C2 的作用是在接通电源瞬间防止双向晶闸管 VS 误动作。
试验电路由试验按钮 S2 和电阻 R2 组成。按下S2,模拟 PTC 漏电,部分电流流过 R2,L1 与 L2 所流过的电流不相等,使 T2 动作带动 S1 断开电源。
二、常见故障与维修方法
1. 漏电保护开关不动作
多是漏电保护电路相关元件击穿、烧坏所致。引起该故障的原因有:(1)电流互感器 T1 烧坏;(2)整流管VD5 击穿;(3)双向晶闸管 VS 击穿;(4)电容 C1、C2 击穿;(5)电磁铁 T2 烧坏;(6)桥式整流二极管 VDl~VD4 击穿。
分别检查上述元件,发现损坏元件更换之。根据维修经验,VS 击穿、T2 的 L4 绕组烧坏的情况比较常见。造成损坏的原因有两个:其一,市电 220 V 电压经VDl~VD4 整流后,直接加到 L4 和 VS,由于电压高,绕组 L4 发热烧毁,进而击穿 VS;其二,L4 的绕组骨架用塑料制成,耐热性能差,经受不起 PTC 高热的辐射,久用产生变形最终烧毁,导致电磁铁不能动作,致使 S1断不开电源。
从上述分析可知,解决的方法是:将原骨架改用耐热材料制成。取厚 1.5 mm 废旧印制电路板剥去敷铜箔,按图 2 所示自制两个环形挡板,制作时内孔直径不宜过大,刚好与铁芯塞紧即可。将挡板套在铁芯两端,并用粘胶剂粘牢。先在绕线骨架缠绕2~3 层黄蜡绸,用 QZ-1 型φ0.12 mm 漆包线在骨架上密绕 3250 匝,绕组线头线尾分别用多股导线引出,最后在绕组外层包扎 2~3 层黄蜡绸即成。将引线接入电路,更换双向晶闸管。
为了防止再次烧毁 L4 和击穿 VS,可在 VDl~VD4整流输出端与电磁铁 T2 输入端之间 (见电路原理图“X”处),串入一只 250 Ω/l W 炭膜电阻 R3。串入 R3既可起到限流作用,又能减少 VS 导通瞬间电流,有效地防止烧毁 L4 和击穿 VS。
2. 出水不热
引起该故障多是 PTC 发热器烧坏所致。首先检查连接 PTC 发热器的 L1、L2 接头有无松动。若松动,重新接牢接头。若正常,用万用表测量 PTC,若电阻为无穷大,说明烧坏,按原规格等功率更换PTC发热器。
3. 按试验按钮,漏电保护开关不动作引起该故障的原因与维修方法:
(1)试验按钮 S2 触点接触不良或不到位。用细砂纸打磨触点,使之正常接触。若严重损坏,需换用新品。
(2)电阻 R2 断路。用万用表测量不通,说明断路,用 3.2 kΩ/2 W 炭膜电阻更换后,接通电源试机,漏电保护开关正常动作,故障排除。