漫谈电磁炉

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  电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具,它打破了传统的明火烹调方式而采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理.电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场,当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁场线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生内能(电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的.它具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务.因此,在电磁炉较普及的一些国家里,它被人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”.
  


  一、电磁加热原理
  
  理论和实践证明:涡流与磁感应强度成正比,与交流电频率的平方成正比.因此,电磁炉要达到一定的热交换功率,必须有能产生高磁感应强度的交变磁场线圈,还必须提高交流电的频率以提高涡流功率.一般情况下,流过电磁炉线圈的交流电频率在15~30KHZ之间.
  电磁炉的工作原理是:当线圈中通过高频电流时,线圈周围产生高频交变磁场,在高频交变磁场的作用下,铁质锅底中产生强大的涡流,锅底迅速释放出大量的热量,从而达到加热的目的.
  为了能在线圈中形成15~30KHZ的高频电流,电磁炉中设有变频电路,就是将整流滤波后的直流电变换成高频交流电,其电路原理简图如图所示.
  


  当220V交流电经桥堆整流、L1和C1滤波后,形成+300V左右的直流电压,经线圈L2加到绝缘栅双极晶体管IGBT的栅极上,当开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时,IGBT导通,内阻很小,电流由整流桥堆的“+”→L1→L2→IGBT→栅极→源极→地→整流桥堆的“—”极,把电能转化成磁能储存在加热线圈中.当开关脉冲低电平到达IGBT的栅极时,IGBT截止,由于L2线圈中的电流不能突变,只能通过C2放电,即给C2充电,把磁场能转化成电场能,随后电容C2又向L2放电,如此周而复始,形成谐振,直到下一个开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时,又重复上述过程.L2线圈产生的高频磁场,于是在铁质平底锅底便产生了强大的涡流,锅底迅速发热,加热线圈中的电磁能转化成为热能.
  
  二、电磁炉特殊元器件介绍
  
  陶瓷板:陶瓷板是微晶陶瓷板的简称.主要作用是承载加热锅,且处于加热锅底下面.
  加热线圈:加热线圈又称为发热线圈,但它不发热,而是高频谐振回路中的一个电感,严格地说是叫高频谐振线圈.外形为圆盘形,是由多股漆包线绞合后以同心圆方式由内到外绕27~33匝而成,中心安装有感温器支架用以安装热敏电阻,加热线圈的下面安装有多根磁条,用以会聚磁场线,减少磁场线外泄.
  绝缘栅双极晶体管(IGBT):它是一种集高频率、高电压、大电流于一身的新一代理想的电子半导体器件,是电力电子技术的第三次革命的代表产品,是电磁炉的核心器件之一.
  单片机:现在的电磁炉的电子线路中都有单片机集成控制电路,单片机及其周边电路不仅提供控制信号,还可开通或关断驱动IGBT的矩形脉冲,又能提供良好的人机界面比如键盘显示部分,并且对电压、电流、锅底温度、IGBT温度进行实时监测,由软件判断并采取适当措施保护电磁炉的正常工作.
  
  三、电磁炉的优点
  
  电磁炉与其它炉具相比较,电磁炉乃是真正属于那种既安全、又实用的环保型绿色家电.与其它加热器具相比表现为更节能(热效率高)、更安全(无明火烹调好处多)、更环保(卫生、清洁)、更精确(温度控制准确)、更多能(煎、炒、炸、煮、炖全能行)、更方便(操作简单外形秀丽)等几个方面.
  常用的几种加热器具对照表:
  


  经过多年的研发,目前电磁炉的安全性能已经有了极大提高,除了可以提供常规的保护,比如:高低压、IGBT过热、小物件加热、干烧之外,还可以实现对外界电网异常的保护.在节能方面更具有优势,原因是由于电磁炉主要采用了电磁感应加热(IH加热)技术使锅具直接发热的原理,热效率高.因此,在倡导环保节能的今天,性价比较高的电磁炉将受到更多消费者的青睐,具有广阔的市场前景.
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