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電磁爐的工作原理是怎麽樣的?

2014-05-16家居

簡單地說, 電磁爐是利用「電磁感應原理」實作加熱。

註:電磁爐分為工頻電磁爐和高頻電磁爐。工頻電磁爐工作簡單可靠,主要存在的問題是雜訊大,己被淘汰,現在所說的電磁爐指的都是高頻電磁爐。

-------------------------------------8<詳細分析過程--------------------------------------

(一)基本原理

下圖為電磁爐的基本電路原理圖。電磁爐的主電路是一個AC-DC-AC(交流-直流-交流)的變換器,由橋式整流器和電壓諧振變換器構成。電壓諧振變換器是主電路的核心,其作用是使直流電逆變為高頻交流電,以滿足感應加熱的要求。

[圖中,直流Udc部份缺少濾波電容C,謝

@S Zhang

指正]

  • 電磁爐透過插座與電網相連,獲取220V的工頻市電,這是電磁爐的能量來源;
  • 然後,電磁爐將市電經橋式整流電路變換為直流電;
  • 再經電壓諧振變換器將直流電變換成頻率為20-40kHz的高頻交流電;
  • 高頻交流電透過在圓形平面上繞制的加熱線圈盤建立高頻磁場;
  • 電磁爐是透過加熱線圈盤向鍋具傳輸功率的。按電磁感應原理,當線圈盤的加熱線圈中流過交變的高頻電流時,沿線圈盤半徑方向會產生閉合的磁力線,磁力線經線圈與鍋底構成的磁回路穿透竈面耦合作用於鍋底 (類似於空心變壓器) ,在鍋底形成渦流而發熱,起到加熱鍋中食物的作用,如下圖所示。
  • 由於高頻電流的趨膚效應和鄰近效應,鍋具底部靠近線圈盤的表面,電流密度為最大,鍋具表面離開線圈盤的方向往裏,電流密度則按指數規律減弱。因此,加熱電流基本位於加熱線圈和鍋具的表層,從而更好實作高頻加熱電流的利用。
  • 註:

    趨膚效應---當導體中有交流電或者交變電磁場時,導體內部的電流分布不均勻,且電流集中在導體的「皮膚」部份的一種現象。

    (二)火力控制原理

    火力控制即所謂的功率控制,每一個火力檔對應一個輸出功率,所以當使用者選擇不同的火力時,即選擇了不同的功率。

    由於P=V* I,為了達到功率控制的目的,需要首先檢測市電的電壓,然後根據所選的火力確定加熱電流,具體過程如下:

  • 選擇火力檔,即確定電磁爐的工作功率P;
  • 檢測市電電壓,即確定工作電壓V;
  • 根據P=V* I,獲得電磁爐的加熱電流I;
  • 對於電磁爐來說,加熱電流的控制是透過諧振變換器中的開關進行控制:根據電流的大小,來確定開關的通段時間,即PWM訊號占空比;
  • 輸出占空比不同的PWM訊號,所形成的負荷電流的大小是不同的:占空比越高,負荷電流就越大;占空比越低,負荷電流就越小。