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电磁炉的工作原理是怎么样的?电磁炉工作原理图解

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2021-09-24

电磁炉的工作原理是怎么样的?简单地说,电磁炉是利用「电磁感应原理」实现加热。
 

电磁炉利用电磁感应原理(Law of  Electromagnetic Induction)将电能转换为热能的一种电器。在电磁炉内部,由整流电路将 50Hz的220V交流电压变成脉动直流电压,经电容滤波再经过控制电路将直流电压转换成频率为 20KHz~40KHz 的高频电压,高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场(电生磁),当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生大量强涡流(磁生电),当涡流受材料电阻的阻碍时,就发出大量的热量(电生热),从而将食品加热。

 

电磁炉的工作原理图 

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。
电磁炉原理方框图 

-------------------------------------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,

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。

Tags:电磁炉工作原理,电磁炉  
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