电磁炉的工作原理是什么?
磁炉的工作原理非常简单: 就是磁场感应涡流原理。
利用高频的电流通过环形线圈,产生无数封闭磁场力,当磁场磁力线通过导磁(一定要导磁的材料,比如说:铁质锅)的底部,就会产生无数小涡流,使锅体底部自行高速发热,然后再加热锅内食物。
原理简单,但是要做出一个可以方便的,正常使用的电磁炉,却并不是那么简单,正如原子弹原理就是核裂变,但是要做出原子弹并不容易。
一个正常使用的品牌电磁炉,光主板上的控制电路就有十五个单元电路:
第一,高压整流变换电路。
第二,低压电源稳压电路。
第三,LC震荡逆变电路。
第四,同步检测电路。
第五,震荡锯齿波成形电路。
第六,IGBT驱动脉宽调整电路和放大电路 第
电磁炉的发明就是一种逆向思维的结果。以往人们在设计和使用变压器时,最令人头痛的问题就是发热,不仅影响效率还会带来危险。变压器发热由铁芯和线圈两部份构成的,涡流导致铁芯发热我们称之为“铁损”,电阻导致线圈发热称为“铜损”。
电磁灶就是巧妙的利用了这些缺陷把“铁损”做到最大化,而把“铜损”降至最小。用提高频率的方式增加“铁损”以达到快速加热的目的,用大线径多股铜线制作线圈以减少“铜损”提高效率。这就构成了电磁灶的雏形,也是电磁灶的基本工作原理。
首先220伏的交流电进来之后,经过全桥整流变成310伏的直流电。通过一个大功率的,开关管。把直流电变成一个高频率的,导通和截止。每秒钟达到几万次开和关,也就是通电和不通电。在加热线盘上面产生高频变化的磁场。铁锅放在上面的时候,在铁锅的底部会产生感应电涡流。电涡流使锅底发热。变压器为什么,硅钢片要用一片一片的就是为了防止电涡流。要不然就会电磁感应形成电涡流,就像水的漩涡一样,它会产生热量。
电磁炉它的工作原理,是电磁转换过程中所产生的副作用,涡流现象,而这种涡流现象,给我们的变压器电机等感性负载,会带来一定的危害,和能量的损失。
但人们巧妙的应用到这一现象,把一危害变成我们有利的应用,这就是我们今天使用的电磁炉原理。
当我们剖析变压器的时候,就会发现,它的铁芯是由许多薄薄的硒钢组成,其目的就是隔断涡流,阻止它的发热,我们用的电磁炉,不但不阻止的发热,而且千方百计的让它提高涡流效率。
电磁炉的主要元件是感应线圈,和转换成涡流的导磁材料,我们可以把感应线圈看成是初级线圈,被加热的金属将是次级线圈, 因此感应电能在次级线圈上,由于次级线圈是个闭合回路,这个次级线圈将形成很大的涡流。
而这种导磁材料效率最高的是铸铁,而人们在使用电磁炉时所用的锅,都是导磁率高的材料制成的,一般都采用钢质材料,但不谊纯度较高的不锈钢,因为不锈钢导碰率很低。
那么电磁炉是如何工作的呢?
首先我们从电源部分说起,由于电磁炉的工作电流比较大, 不论是整流模块还是整流二极管,都将有20个电流的承受力,整流后的直流电供给逆变电路,将形成2000到2500赫兹的交流电。
这个逆变电路的频率是固有的,所采用的是它激启动形式,因此启动率非常的高,可以达到百分之百的启动,而它的主要元件是一只功率较大的三极管或者模块。
当这些高频电压,输送到电磁炉的主要元件,感应线圈时,这个感应线圈由于磁通量的作用,将传到感应器的副边,也就是我们的锅底,而这种磁通量交变的频率越高,所产生的涡流就越强,我们的锅底上产生的感应电动势,和涡流就越大。
涡流在锅底上形成的涡流,又使金属当中的分子相互摩擦,产生很高的热量,而这种力量正是我们需要的。
从事家电行业,事实上电磁炉是利用电磁感应原理实现加热,本质其实是交变的电流产生磁场,如图,核心部分是谐振电路部分以及加热线圈部分,功率IGBT管通过PWM控制导通时间,也就是占空比时间,从而将直流电变换成频率为20-50kHz的高频交流电,加热时候导通,高频交流电通过加热线圈盘建立高频磁场,高速变化的电流流过线圈时候会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力通过铁锅底部金属体时候会产生无数的小小涡流,因为铁的电阻较小,能产生很大电流,利用热效应迅速产生能量量,食物放在锅里面时候就会被加热,这也就是为什么需要铁锅,因此IGBT是核心零部件,IGBT开关频率要很高,同时还要加散热片散热。
同时还有:
1、整流部分电路,把交流电变成直流电;
2、系统检测电路,包括过温检测,过温用热敏电阻检测,温度达到一定时候断开时输出;
3、电压电源检测电路,低压或者高压时候都会断开;
4、控制电路,这部分包括按键或者触摸电路‘
5、显示电路,这部分是用数码屏或者LED显示’