2014-05-16家居 简单地说, 电磁炉是利用「电磁感应原理」实现加热。 注:电磁炉分为工频电磁炉和高频电磁炉。工频电磁炉工作简单可靠,主要存在的问题是噪声大,己被淘汰,现在所说的电磁炉指的都是高频电磁炉。 -------------------------------------8<详细分析过程-------------------------------------- (一)基本原理 下图为电磁炉的基本电路原理图。电磁炉的主电路是一个AC-DC-AC(交流-直流-交流)的变换器,由桥式整流器和电压谐振变换器构成。电压谐振变换器是主电路的核心,其作用是使直流电逆变为高频交流电,以满足感应加热的要求。 [图中,直流Udc部分缺少滤波电容C,谢 @S Zhang 指正] 电磁炉通过插座与电网相连,获取220V的工频市电,这是电磁炉的能量来源; 然后,电磁炉将市电经桥式整流电路变换为直流电; 再经电压谐振变换器将直流电变换成频率为20-40kHz的高频交流电; 高频交流电通过在圆形平面上绕制的加热线圈盘建立高频磁场; 电磁炉是通过加热线圈盘向锅具传输功率的。按电磁感应原理,当线圈盘的加热线圈中流过交变的高频电流时,沿线圈盘半径方向会产生闭合的磁力线,磁力线经线圈与锅底构成的磁回路穿透灶面耦合作用于锅底 (类似于空心变压器) ,在锅底形成涡流而发热,起到加热锅中食物的作用,如下图所示。 由于高频电流的趋肤效应和邻近效应,锅具底部靠近线圈盘的表面,电流密度为最大,锅具表面离开线圈盘的方向往里,电流密度则按指数规律减弱。因此,加热电流基本位于加热线圈和锅具的表层,从而更好实现高频加热电流的利用。 注: 趋肤效应---当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,且电流集中在导体的「皮肤」部分的一种现象。 (二)火力控制原理 火力控制即所谓的功率控制,每一个火力档对应一个输出功率,所以当用户选择不同的火力时,即选择了不同的功率。 由于P=V* I,为了达到功率控制的目的,需要首先检测市电的电压,然后根据所选的火力确定加热电流,具体过程如下: 选择火力档,即确定电磁炉的工作功率P; 检测市电电压,即确定工作电压V; 根据P=V* I,获得电磁炉的加热电流I; 对于电磁炉来说,加热电流的控制是通过谐振变换器中的开关进行控制:根据电流的大小,来确定开关的通段时间,即PWM信号占空比; 输出占空比不同的PWM信号,所形成的负荷电流的大小是不同的:占空比越高,负荷电流就越大;占空比越低,负荷电流就越小。
简单地说, 电磁炉是利用「电磁感应原理」实现加热。 注:电磁炉分为工频电磁炉和高频电磁炉。工频电磁炉工作简单可靠,主要存在的问题是噪声大,己被淘汰,现在所说的电磁炉指的都是高频电磁炉。 -------------------------------------8<详细分析过程-------------------------------------- (一)基本原理 下图为电磁炉的基本电路原理图。电磁炉的主电路是一个AC-DC-AC(交流-直流-交流)的变换器,由桥式整流器和电压谐振变换器构成。电压谐振变换器是主电路的核心,其作用是使直流电逆变为高频交流电,以满足感应加热的要求。 [图中,直流Udc部分缺少滤波电容C,谢 @S Zhang 指正] 电磁炉通过插座与电网相连,获取220V的工频市电,这是电磁炉的能量来源; 然后,电磁炉将市电经桥式整流电路变换为直流电; 再经电压谐振变换器将直流电变换成频率为20-40kHz的高频交流电; 高频交流电通过在圆形平面上绕制的加热线圈盘建立高频磁场; 电磁炉是通过加热线圈盘向锅具传输功率的。按电磁感应原理,当线圈盘的加热线圈中流过交变的高频电流时,沿线圈盘半径方向会产生闭合的磁力线,磁力线经线圈与锅底构成的磁回路穿透灶面耦合作用于锅底 (类似于空心变压器) ,在锅底形成涡流而发热,起到加热锅中食物的作用,如下图所示。 由于高频电流的趋肤效应和邻近效应,锅具底部靠近线圈盘的表面,电流密度为最大,锅具表面离开线圈盘的方向往里,电流密度则按指数规律减弱。因此,加热电流基本位于加热线圈和锅具的表层,从而更好实现高频加热电流的利用。 注: 趋肤效应---当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,且电流集中在导体的「皮肤」部分的一种现象。 (二)火力控制原理 火力控制即所谓的功率控制,每一个火力档对应一个输出功率,所以当用户选择不同的火力时,即选择了不同的功率。 由于P=V* I,为了达到功率控制的目的,需要首先检测市电的电压,然后根据所选的火力确定加热电流,具体过程如下: 选择火力档,即确定电磁炉的工作功率P; 检测市电电压,即确定工作电压V; 根据P=V* I,获得电磁炉的加热电流I; 对于电磁炉来说,加热电流的控制是通过谐振变换器中的开关进行控制:根据电流的大小,来确定开关的通段时间,即PWM信号占空比; 输出占空比不同的PWM信号,所形成的负荷电流的大小是不同的:占空比越高,负荷电流就越大;占空比越低,负荷电流就越小。