电磁炉的工作原理是什么?电磁炉发展趋势如何?
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电磁炉是家喻户晓的一种设备,通过电磁炉可以对锅体进行加热,从而达到做饭的目的。为增进大家对电磁炉的认识,本文将对电磁炉的工作原理、电磁炉的发展趋势予以介绍。如果你对电磁炉具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、电磁炉工作原理
电磁炉又称为电磁灶,1957年第一台家用电磁炉诞生于德国。1972年,美国开始生产电磁炉,20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。
电磁炉的原理是电磁感应现象,即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场,处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流(原因可参考法拉第电磁感应定律),这是涡旋电场推动导体中载流子(锅里的是电子而绝非铁原子)运动所致;涡旋电流的焦耳热效应使导体升温,从而实现加热。
电磁炉的炉面是耐热陶瓷板,交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场,磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时,产生涡流,令锅底迅速发热,达到加热食品的目的。灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅。其工作过程如下:交流电经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场,其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生,涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源。
锅的材质必须为铁质或合金钢,以其高磁导率来加强磁感,从而大大增强涡旋电场及涡流热功率。其他材质的炊具由于材料电阻率过大或过小,会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护,不能正常工作。同时由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好,这样减少了很多的磁辐射,所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外,铁是人体长期需要摄取的必要元素,但人体只能吸收二价铁,铁锅炒菜中含的是三价铁,然而身体中的还原性维生素可将3价铁转换为2价铁以利吸收。
二、电磁炉发展过程与趋势
电磁炉民用化的最早记载是从1957年德国公司开始的,而后在1972年美国也开始了电磁炉的研发,而到上世纪年代初,电磁炉已经在西方普及开来了。美国研究电磁炉历史悠久,100多年前已研制出电磁炉,由于该种电磁炉热效率不是很高,并且易产生工频噪声,所以没有大量推广。在20世纪70年代,美国率先研制出高频电磁炉(工作频率20一50KHz),紧接着日本也研制出高频电磁炉。国内电磁炉市场最初的启动时间是上世纪年代末,在年代初期,由于技术不过关,难以适应国内电网质量不稳定以及中国人大火爆炒的饮食需求,曾经一度出现过空档期,直到世纪末才出现起色,并引起国内家电行业的关注,随之而来的是众多家电品牌以及新品的诞生。国内电磁炉市场比西方发达国家至少晚了5-10年的时间。随着技术的进步,元器件质量的提高,国产电磁炉己走向成熟。
国内电磁炉的发展大致经历了以下几个阶段:
第一代产品有环保牌(包括雅达)电磁炉等,其特点为采用独立振荡单元,多个功率管并联、驱动放大电路采用分立元件,电路可靠性较好,工作稳定,缺点是电路复杂,维修不太方便。
第二代产品有上海德兴和富士宝电磁炉、控制电路用3片LM339、采用大回环振荡工作原理,保温功能用硬件电路实现(用74Lsl45),功率管用IGBT,可靠性尚可,缺点是电路较复杂,返修率略高。
第三代产品有美的PSD系列产品和浙江永康公司电磁炉产品等。美的PSD系列产品采用大回环振荡原理,其保护电路做得非常完善,重点解决了工作过程突然拔电烧机等长期困扰国内其他厂家的难题,是国内第一款较成熟的采用IGBT的电磁炉产品。其缺点是电路偏复杂,维修不太方便。佳玲电磁炉由深圳拓邦公司开发生产控制板部分,采用独立振荡单元,其可靠性很好。缺点是电路较复杂,生产测试不方便,第四代产品有美的PD系列产品和广东南海威利宝电磁炉等。美的PD系列产品特点是电路设计简单可靠,工作可靠性很好,并且PD系列产品成本有所降低。威利宝电磁炉由深圳拓邦公司设计生产控制板部分,是国内第一家改进松下电磁炉方案较为成熟的产品,其可靠性指标与松下电磁炉相当。
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